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Forscher zeigen menschliche Zellen so detailliert wie nie zuvor

Quelle: Screenshot Twitter, Credits: https://www.digizyme.com/cst_landscapes.html

Einblicke in den Mikrokosmos: Durch die einzigartige Kombination von mehreren Analysemethoden zeigen der biomedizinische Animator Evan Ingersoll und der Harvard Forscher Gael McGill eukaryontische Zellen so detailliert wie nie zuvor.

Während im Daoismus der menschliche Körper schon seit jeher als „kleiner Kosmos“ bezeichnet wird, zeigen Forscher nun in den bisher detailreichsten Einblicken in menschliche Zellen einen beeindruckenden Mikrokosmos.

Die beiden Wissenschaftler Even Ingersoll und Gael McGill kreierten die dreidimensionalen Modelle, die das Innenleben von Zellen darstellen, indem sie die Daten folgender Analysetechniken übereinanderlegten: Röntgenanalyse (XDR), Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) und Cryo-Elektronenmikroskopie. Diese modernen Analysemethoden dienen dazu, Struktur und chemische Eigenschaften auf atomarer Ebene zu untersuchen.

Ein Ziel der Wissenschaftler war es aber nicht nur das Innenleben der menschlichen Zellen, sondern auch die bisher erforschten biochemischen Stoffwechselprozesse und Singalbertragungen zu zeigen.

Dafür kreierten sie die interaktive Plattform Digizyme™ Cell Signaling Technology (CST). Auf dieser sieht man nicht nur faszinierende Bilder von Zellstrukturen, sondern kann sich auch durch die einzelnen Bestandteile wie Proteine und Rezeptoren klicken und erhält weitere Erklärungen über ihre chemischen Eigenschaften und Funktion in der Zelle. 

http://media.cellsignal.com/www/html/science/landscapes/protein-synthesis/protein-synthesis.html

Vom ersten Blick zur Detailaufnahme

Die ersten bekannten Aufzeichnungen über wissenschaftliche Zellbiologie stammen von Robert Hooke aus dem Jahr 1665. In seinem Werk „Micrographia“ beschrieb er erstmals die zelluläre Struktur von Flaschenkork, die er mit einem einfachen Mikroskop mit zwei Linsen beobachtete. Er nannte die beobachtete Struktur auf Latein „cellulae“, was so viel bedeutet wie „kleine Kammer“ oder „Kämmerchen“.

Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Zellbiologie#/media/Datei:RobertHookeMicrographia1665.jpg

Von dem hochkomplexen Innenleben dieser Kämmerchen, ihren unzähligen Funktionen und Bestandteilen konnte damals noch niemand ahnen.

Während sich im 18. und 19. Jahrhundert immer tiefere Erkenntnisse ergaben, verbesserten sich auch die Mikroskope und Analysemethoden schrittweise. Während die Einblicke auf der Plattform Digizyme™ Cell Signaling Technology (CST) die bisher detailreichsten unserer Zeit sind, gibt es noch viel mehr zu entdecken.

Während sich die Plattform vorerst auf einzelne Zellen und ihre Stoffwechsel- und Signalwege konzentriert, besteht der menschliche Körper eines Erwachsenen aus ungefähr 1014 Zellen. Dies sind anders ausgedrückt 100 Billionen oder 100 000 000 000 000 einzelnen Zellen, die miteinander interagieren und so den Mikrokosmos des menschlichen Körpers bilden.

Ein Gedankenexperiment: Ist es wirklich ein „kleiner“ Kosmos?

Wenn man die Anzahl der Zellen im menschlichen Köper betrachtet und von 1014 Zellen ausgeht, könnte man von einem „kleinen“ Kosmos sprechen. Zum Vergleich gibt es in unserem Milchstraßensystem geschätzt 100 Milliarden – also 1011 Sterne.

Geht man jedoch um nur eine Ebene tiefer – also auf die Ebene der Atome – steigt die Zahl merklich. Zurzeit wird davon ausgegangen, dass der menschliche Körper aus 7* 1027 Atomen besteht. Das sind als ausgeschriebene Zahl 7.000.000.000.000.000.000.000.000.000.

Detailreiche Bilder unserer Zellen in der atomaren Dimension gibt es bisher zwar noch keine, aber ob man angesichts dieser unvorstellbaren Zahlen wirklich von einem „kleinen“ Kosmos sprechen kann, bleibt fraglich.

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