{"id":634909,"date":"2025-12-09T15:47:19","date_gmt":"2025-12-09T15:47:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/634909\/"},"modified":"2025-12-09T15:47:19","modified_gmt":"2025-12-09T15:47:19","slug":"polyploide-zellen-im-fokus-neues-werkzeug-zeigt-raeumliche-dna-verteilung-in-geweben","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/634909\/","title":{"rendered":"Polyploide Zellen im Fokus \u2013 neues Werkzeug zeigt r\u00e4umliche DNA-Verteilung in Geweben"},"content":{"rendered":"

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09.12.2025 14:00<\/p>\n

Polyploide Zellen im Fokus \u2013 neues Werkzeug zeigt r\u00e4umliche DNA-Verteilung in Geweben <\/p>\n

\n In Zusammenarbeit zwischen dem Formosa-Jordan-Labor des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Pflanzenz\u00fcchtungsforschung in K\u00f6ln, dem Fox-Labor der Duke University und dem Roeder-Labor der Cornell University, beide in den USA, wurde eine neue rechnergest\u00fctzte Pipeline entwickelt. Diese erm\u00f6glicht eine hochdurchsatzf\u00e4hige Bestimmung der Ploidie, also der Anzahl der Chromosomenkopien, in verschiedenen Geweben anhand von Mikroskopbildern. Die Studie wurde nun in Cell Reports Methods ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n

\n Seit Langem ist bekannt, dass manche Zellen innerhalb eines Gewebes einen besonderen Prozess durchlaufen, bei dem sie ihr gesamtes Genom vervielf\u00e4ltigen, ohne sich anschlie\u00dfend zu teilen. Dieser Vorgang wird als Endopolyploidie bezeichnet. Die Ploidie beschreibt dabei die Anzahl der Chromosomenkopien in einer Zelle; polyploide Zellen besitzen mehr als zwei Kopien jedes Chromosoms. Statt sich nach der Verdopplung ihres genetischen Materials in zwei Tochterzellen zu teilen, behalten diese spezialisierten Zellen die zus\u00e4tzliche DNA und verbleiben als einzelne, vergr\u00f6\u00dferte Zellen.<\/p>\n

Endopolyploidie ist in der Natur weit verbreitet und kommt in pflanzlichen, tierischen und menschlichen Geweben vor. Diese nat\u00fcrliche Strategie ist f\u00fcr die Entwicklung oder Regeneration von Geweben unerl\u00e4sslich. Sie wird jedoch auch mit Krankheiten wie Krebs in Verbindung gebracht.<\/p>\n

Trotz ihrer gro\u00dfen Bedeutung ist noch immer unklar, was diesen Prozess ausl\u00f6st, welche Zellen ihn durchlaufen und wie sein Auftreten im Gewebe r\u00e4umlich reguliert wird. Entscheidend f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis von Wachstum, Regeneration und Krankheit ist daher die pr\u00e4zise Bestimmung, in welchen Zellen Endopolyploidie auftritt und wo sich diese Zellen innerhalb des Gewebes befinden. Bisher war eine solche Quantifizierung jedoch \u00e4u\u00dferst schwierig: Entweder kamen Methoden zum Einsatz, die die Gewebearchitektur zerst\u00f6ren, oder es war eine aufwendige manuelle Analyse jedes einzelnen Zellkerns erforderlich.<\/p>\n

Mit der neuen Pipeline iSPy (Inferring Spatial Ploidy) ist es dem multidisziplin\u00e4ren, internationalen Team gelungen, diese langj\u00e4hrige Einschr\u00e4nkung zu \u00fcberwinden.
iSPy erm\u00f6glicht es Forschenden, polyploide Zellen direkt in intaktem, lebendem Gewebe zu visualisieren und zu untersuchen.<\/p>\n

iSPy ist eine automatisierte Pipeline mit hohem Durchsatz, die experimentelle Methoden mit fortschrittlicher Bildsoftwareanalyse kombiniert. Ausgehend von Mikroskopbildern identifiziert eine Segmentierungssoftware die Zellkerne und berechnet bestimmte Kernmerkmale wie das Kernvolumen. Aufbauend auf diesen segmentierten Bildern erkennt iSPy die polyploiden Zellkerne im gesamten Gewebe und erstellt detaillierte Karten ihrer r\u00e4umlichen Anordnung. Es zeigte sich, dass iSPy in verschiedenen Situationen eingesetzt werden kann: bei der entwicklungsbedingten programmierten Endopolyploidie in der Blattentwicklung von Arabidopsis, in menschlichen Kardiomyozyten und bei der regenerationsinduzierten Polyploidie in der Fruchtfliege.<\/p>\n

Somit ist iSPy ein leistungsstarkes und benutzerfreundliches Werkzeug zur Identifizierung und Analyse polyploider Zellen in verschiedenen Geweben unterschiedlicher Organismen. Erstmals k\u00f6nnen Forschende diese spezifischen Zellen nun \u00fcber die Zeit hinweg eindeutig identifizieren, verfolgen und ihre Verteilung innerhalb der jeweiligen Gewebearchitektur effizient und im Hochdurchsatz analysieren.<\/p>\n

Nicholas Russell, Author der Arbeit, sagt: \u201eDie Identifizierung polyploider Zellen ohne die Zerst\u00f6rung von Gewebe ist seit langem ein Wunsch der Fachwelt, und ich hoffe, dass diese Pipeline im Laufe der Jahre genutzt und angepasst werden kann, um bisher unbekannte r\u00e4umliche und zeitliche Ploidie-Muster in vielen Organismen zu identifizieren.\u201c Pau Formosa-Jordan f\u00fcgt hinzu: \u201eViele differenzierte Gewebe weisen r\u00e4umliche Ploidie-Muster in verschiedenen Organismen auf, \u00fcber die wir nur sehr wenig wissen. Unsere Pipeline wird hoffentlich dazu beitragen, zu verstehen, wie sich lebendes Gewebe entwickelt, altert oder nach Verletzungen repariert wird. Dies k\u00f6nnte neue Wege zum Verst\u00e4ndnis bestimmter Krankheiten wie Krebs er\u00f6ffnen.\u201c<\/p>\n

Die Arbeit ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit des \u201ePolyploidy Integration and Innovation Institute\u201c (https:\/\/www.pi3biology.org\/<\/a>), einer neuen, von der National Science Foundation (NSF) finanzierten Initiative, die sich zum Ziel gesetzt hat, die Entstehung, Funktion und Folgen von Polyploidie in verschiedenen Organismen zu erforschen.\n <\/p>\n

Wissenschaftliche Ansprechpartner:<\/p>\n

Pau Formosa-Jordan
pformosa@mpipz.mpg.de<\/p>\n

Originalpublikation:<\/p>\n

https:\/\/www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S2667237525002851<\/a><\/p>\n

Bilder<\/b><\/p>\n

\"Die<\/a>
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Die iSPy-Pipeline zur Quantifizierung der Kernploidie auf einen Blick.
Quelle: Nicholas J. Russell
Copyright: Nicholas J. Russell<\/p>\n

\n Merkmale dieser Pressemitteilung:
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\n Journalisten
Biologie
\u00fcberregional
Forschungsergebnisse
Deutsch\n <\/p>\n

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\n Zur\u00fcck<\/a>\n <\/dd>\n<\/dl>\n

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