Mit Hilfe einer neuen Methode der Multiisotopen-Massenspektrometrie wird es möglich sein, die Bewegungen einzelner Zellen zu beobachten, sowie zu verfolgen, in welchen Zellstrukturen sich bestimmte Medikamente in welcher Menge anreichern.
Entwickler an zehn amerikanischen und französischen Universitäten vergleichen die Leistungsfähigkeit ihrer Methode mit der Fähigkeit, ein Gebäude Schicht für Schicht zu sehen. So können Sie nicht nur sehen, dass das Gebäude aus Wohnungen besteht, sondern zum Beispiel auch, dass jede Wohnung einen Kühlschrank hat und wo er sich befindet. Sie können sogar Tomaten in einem Kühlschrank und Kartoffeln in einem anderen sehen. Sie können Produkte zählen und wiegen und erfassen, wie schnell sie aufgebraucht und durch neue ersetzt werden. All dies - nur auf zellulärer Ebene - ermöglicht Ihnen die Multi-Isotopen-Imaging-Massenspektrometrie (Multi-Isotope Imaging Mass Spectrometry, MIMS).
Die MIMS-Technik basiert auf dem Beschuss der Oberfläche von Atomen einer biologischen Probe mit einem Ionenstrahl. Dabei werden einige Atome ionisiert und senden Strahlung aus. Elektromagnetische "Linsen" und "Prismen", die sich auf dem Pfad der Sekundärionen befinden, ermöglichen es Ihnen, Bilder der Moleküle zu erstellen, aus denen die Probe besteht. Mit der Multiisotopen-Massenspektrometrie können Sie dreidimensionale Bilder von Proteinen, DNA, RNA, Kohlenhydraten und Fettsäuren auf subzellulärer Ebene erh alten. Es ermöglicht, alles zu quantifizieren, was mit Molekülen passiert: wie sie in die Zelle gelangen, wo sie sich ansammeln und wie schnell sie ersetzt werden.
Anstelle der äußerst unpraktischen Farbstoffe und radioaktiven Markierungen, die üblicherweise zur Verfolgung von Molekülen verwendet werden, verwendet die Methode stabile Isotope. Um beispielsweise das Schicksal von Stammzellen zu überwachen, schlagen Wissenschaftler vor, sie mit Stickstoff-15 zu markieren, das die Struktur der DNA nicht verändert und für lebende Zellen nicht toxisch ist. Die Markierung mit stabilen Isotopen ermöglicht es, den Ort der Zelle unmittelbar nach der Transplantation und sogar ihr Schicksal nach mehreren Jahren zu bestimmen.
Als Beispiel für den Wert einer neuen Methode für die Medizin können wir Experimente anführen, um das Schicksal von Spenderzellen im lymphatischen System der Maus zu verfolgen. Ein weiteres bereits aus grundlagenwissenschaftlicher Sicht nützliches Beispiel ist die Bewertung eines der Prozesse, die die Aufrechterh altung des Lebens auf der Erde gewährleisten - die Aufnahme von Luftstickstoff und seine anschließende Umwandlung in eine für Pflanzen nutzbare Form, durchgeführt von Knötchenbakterien.
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