Neue Technik lässt Krankheitsverläufe besser analysieren

Um ein genaues Bild der Prozesse und Entwicklungen von Zellen zu erhalten, ist es nicht nur wichtig, den gegenwärtigen Zustand der Zelle zu untersuchen, sondern auch auf vergangene Ereignisse zu blicken. Derzeitige Technologien erlaubten es bisher nur, den aktuellen Zustand der Zelle zu untersuchen. Wissenschaftler des Helmholtz-Instituts für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI) und der Julius-Maximilians-Universität (JMU) in Würzburg entwickelten eine neuartige Technologie, genannt TIGER, mit der auch zurückliegende Ereignisse erfasst werden können.

„Die Identität und das Verhalten einer Zelle hängen nicht nur von ihrer aktuellen intrazellulären Beschaffenheit und extrazellulären Umgebung ab, sondern auch von ihren früheren Zuständen. Wir haben nach einem effizienten Verfahren auf Einzelzellebene gesucht, um in die Vergangenheit zu blicken und sie mit der Gegenwart zu verbinden“, erklärt Prof. Chase Beisel, Leiter der Abteilung Synthetische RNA-Biologie am Würzburger Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI).

Änderungen in der Genaktivität sind oft Hinweise auf Erkrankungen. Bei der Transkription werden nur die aktiven Gene abgelesen und RNA-Kopien (Transkripte) hergestellt.

TIGER ermöglicht es, eine veränderte Genaktivität nachzuweisen und spezifische Ribonukleinsäuren (RNA) in einzelnen Zellen zu untersuchen. „Durch die RNA-Aufzeichnung verbindet TIGER aktuelle Zellzustände mit vergangenen Transkriptionszuständen“, erklärt Chunlei Jiao, Erstautor der Studie.

In ihren Untersuchungen konnten die Forscher mit der neuen Technologie die Übertragung von Antibiotikaresistenzen zwischen Escherichia coli-Zellen und das Eindringen von Salmonellen in Wirtszellen nachweisen. Zukünftig könnte TIGER therapeutisch eingesetzt werden, etwa zur Untersuchung des Verdauungstraktes.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Biotechnology veröffentlicht.