3D-Film vom Zebrafisch-Herz

Dresden (APA) - Bisher scheiterte die detailreiche Untersuchung von Entwicklung und Arbeit des Herzens von Wirbeltieren an der Technik. Forschern vom Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden ist es vor kurzem erstmals gelungen, die Aktion des schlagenden Herzens eines Zebrafisches in 3D zu filmen und aufzuzeichnen. Zebrafische gelten in der Entwicklungsbiologie als Modellorganismen.

Das Forscherteam kombinierte die sogenannte Lichtblattmikroskopie, bei der nur eine hauchdünne Schicht der Probe beleuchtet wird, mit neuen Bildverarbeitungsmethoden, die aus den Aufnahmen der verschiedenen Schichten einen gestochen scharfen Film schaffen. Außerdem gelang es, Herzzellen der Fische so zu manipulieren, dass sie auf Licht reagieren. Dadurch kann beispielsweise der Herzschlag des Organs angehalten oder wieder in Gang gebracht werden, teilte das Institut in einer Aussendung mit.

Die Untersuchungen gehen auf die Arbeitsgruppe von Jan Huisken an dem Dresdener Institut zurück. Mit ihnen kann man beispielsweise die Entwicklung des Herzens eines Fischembryos untersuchen. Embryo schadet auch nicht, wenn die Organentwicklung für Stunden unterbrochen wird.

„Anhand der Aufnahmen können wir nun einen gesamten Herzschlag in Zeitlupe genau beobachten, mit allen Details in den charakteristischen Herzbestandteilen“, erklärte Michaela Mickoleit aus dem Labor von Huisken. Zebrafische als Modellorganismen für die Entwicklungsbiologie hat beispielsweise die deutsche Medizin-Nobelpreisträgerin des Jahres 1995, Christiane Nüsslein-Volhard, etabliert. Sie hatte die Auszeichnung für ihre Studien an Fruchtfliegen (Drosophila) erhalten, propagierte aber dann die Erforschung der Zebrafische. Diese sind als Wirbeltiere dem Menschen entwicklungsgeschichtlich schon viel näher.

So ließen sich die Kontraktion des Herzen oder der Abstand zwischen Herzmuskel und Herzinnenwand während eines Herzschlags genauer bestimmen und analysieren. Indem die Forscher mit der Belichtungszeit und der Vergrößerung experimentierten, konnten sie eine bessere Auflösung erreichen und kleinste Details, wie die Bestandteile des Zellskeletts, die sogenannten Aktin-Fasern und die kleinsten Einheiten einer Muskelfibrille (Muskelfaser) sichtbar machen.