Laborjournal 2018-01/02

| 1-2/2018 62 Methoden Zikaviren verursachen schwerste neurologi­ sche Schäden. Es gibt jedoch derzeit kein Me- dikament gegen die Infektion. Aber man darf hoffen: die Viren haben offensichtlich Achillesfersen. Die kennen Forscher zwar noch nicht, doch sie identifizierten Moleküle, die die Vermehrung der gefährlichen Viren un­ terbinden. Eines verhindert Zika-Infektionen nicht nur in aus Stammzellen differenzierten neuronalen Zellen und Organoiden, sondern auch in den Gehirnen von Mäusen ( Cell Stem Cell 21: 274). Obwohl das Molekül aus der wunderschönen, aber sehr giftigen rosenro­ ten Spinnenlilie Lycoris radiata stammt, ist es für den Menschen nicht toxisch und von der FDA bereits als pharmakologische Substanz zugelassen. Gefunden haben die Forscher das Mo­ lekül mit einer Methode namens High-Con­ tent-Screening (HCS); mitunter firmiert sie auch unter HCA (High-Content-Analyse) oder HCI (High-Content-Imaging). High-Con­ tent-Screenings haben sich in den letzten fünf Jahren vor allem in der Grundlagenfor­ schung einige Freunde gemacht, weil man da­ mit neue Genfunktionen entdecken und qua­ litativ, quantitativ und zeitlich aufgelöst be­ schreiben kann. In relativ kurzer Zeit lässt sich darstellen, wie Zellen unter dem Einfluss ei­ ner Behandlung phänotypisch reagieren, sei­ en dies Medikamente, kleine Moleküle oder das An- oder Ausschalten von Genen. Suche nach Phänotypen Offensichtliche Phänotypen sind schon seit 150 Jahren ein wichtiges Werkzeug der klassischenGenetik: Im19. Jahrhundert experi­ mentierte Gregor Mendel, in völliger Unkennt­ nis von Genen und DNA, mit verschrumpel­ ten, gelben Erbsen. Im frühen 20. Jahrhundert schloss Thomas Morgan Hunt aus seinen Ar­ beitenmit Drosophila , dass Phänotypen nicht nur vererbbar sondern auch an Chromosomen gekoppelt sind. Der Zusammenhang von Phä­ notypen und Genen, als funktionelle Genetik bezeichnet, bescherte der Biologie eine Fülle spannender Erkenntnisse. HCS ist funktionel­ le Genetik, nur eben im großen Stil. Drei Dinge braucht man für ein High-Con­ tent-Screening: » Verschiedene und in unterschiedlichen Farben fluoreszierende Moleküle, mit denen man gleichzeitig mehrere Zellbestandteile wie Kern, Membran, Golgi-Apparat, ER und Zellskelett markieren und sichtbar machen kann. » Ein automatisiertes Mikroskop, das in Eigenregie 384-Well-Platten unter das Objektiv legt und von jeder Vertiefung ein Bild macht. » Und schließlicheine ausgefuchste Software, die in diesen niedrig-aufgelösten Bildern zu­ nächst einzelne Zellen und sogar Organellen beziehungsweise Kompartimente identifizie­ ren und damit den zellulären Phänotyp kate­ gorisieren kann. Die automatisierte, mikroskopische Analyse zellulärer Phänotypen im Hochdurchsatz, das High-Content-Screening, verzeichnet Erfolge. Eine Sammlung positiver Nachrichten. Funktionelle Genetik im XXL-Format Einige bildbasierte High-Content-Analyse-Systeme erinnern eher an überdimensionierte Laser-Drucker als an Mikroskope. Die automatische Bildaufnahme der untersuchten Zellen spielt sich gut geschützt im Inneren des schwarzen Kastens ab. Foto: Indian Institute of Science Methoden-Special: High-Content-Screening und -Analyse

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