190.000 Filme, 19 Millionen Zellteilungen: Was mit einer Zelle passiert, wenn ein einziges der gut 21.000 menschlichen Gene ausfällt, haben Forscher unter die Lupe genommen.

In einem außergewöhnlich umfassenden Forschungsprojekt haben Wissenschaftler untersucht, welche Auswirkungen der Ausfall eines einzigen der insgesamt gut 21.000 menschlichen Gene auf die Funktionen einer Zelle besitzt. Sie schalteten dazu ein Gen nach dem anderen "ab" und filmten die speziell gefärbten Zellen dann 48 Stunden lang unter dem Mikroskop. Die Forscher interessierten sich vor allem für den Vorgang der Zellteilung. In einer computergestützten Auswertung der Filme identifizierten sie rund 600 Gene, die daran beteiligt sind.

Die Daten ihrer Untersuchung sowie die dazugehörigen Filme sind im Internet abrufbar. Damit stehe der wissenschaftlichen Gemeinschaft eine reichhaltige Informationsquelle zur Verfügung, die vielen Wissenschaftlern Jahre der Laborarbeit ersparen werde, sind die Forscher sicher. Sie stellen die Ergebnisse ihres Projekts im Fachblatt "Nature" vor.

Gene werden zum Verstummen gebracht

Das Verfahren, mit dem die Forscher die Gene abschalteten, heißt RNA-Interferenz, kurz RNAi. Sie greift nicht direkt an den Genen an, sondern stört die Übersetzung der in den Genen gespeicherten Information in die dazugehörigen Proteine. Die Gene werden quasi zum Verstummen gebracht. Das internationale Forscherteam um Jan Ellenberg vom European Molecular Biology Laboratory (EMBL, Heidelberg/Deutschland) entwickelte nun ein spezielles computergestütztes Hochdurchsatzverfahren, mit dessen Hilfe sich die anfallende Datenmenge beim Ausschalten von insgesamt mehr als 21.000 Genen bewältigen ließ.

Insgesamt entstanden rund 190.000 Filme, auf denen 19 Millionen Zellteilungen zu sehen waren. Ein spezielles Computerprogramm bewertete das Geschehen nach vorgegebenen Kriterien. So wurden etwa Abweichungen in der Gestalt der Zellkerne erfasst oder Störungen bei der Bildung der sogenannten Spindeln, die bei der Zellteilung für die Trennung der Chromosomen sorgen. Auf diese Weise konnten die Forscher letztlich alle Gene identifizieren, die an der Zellteilung beteiligt sind. In einem Nachfolgeprojekt wollen sie nun untersuchen, welche Aufgaben die einzelnen Gene im Detail ausüben und wie sie auf molekularer Ebene funktionieren.