Innovation: Der digitale Embryo

Mit der Befruchtung fängt alles an: Zwei Zellen verschmelzen zu einer, und danach beginnt das große Teilen. Schon bald ist aus der sogenannten Zygote ein äußerst dynamisches Gebilde geworden. Die Zahl der Zellen vermehrt sich ständig, tausende von ihnen bewegen sich durch den noch kugelförmigen Embryo. Alle haben ihre Ziele dort, wo später spezialisierte Organe und Gewebe entstehen werden. Forscher wissen, dass dieses scheinbare Durcheinander in Wirklichkeit ein wohlgeordneter Prozess ist. Doch hinsichtlich der Details gibt es noch viele offene Fragen. Diese zu entschlüsseln würde für die Wissenschaft einen enormen Durchbruch bedeuten. Ein 2008 erstmalig eingesetztes, am EMBL entwickeltes technisches Verfahren erlaubt einzigartige Einblicke in die frühe Entwicklung eines Wirbeltierembryos. Die Experten bauten in Zusammenarbeit mit dem Karlsruher Institut für Technologie ein spezielles Laser-Mikroskop, mit dem lebendige Organismen aus verschiedensten Positionen extrem präzise gescannt werden können. So lässt sich die Position von praktisch jeder einzelnen Zelle eines Embryos registrieren, und, im Zeitverlauf, seine Positionsveränderungen. Solche Aufnahmen machten die Wissenschaftler von befruchteten Zebrafisch-Eiern während der ersten 24 Stunden ihrer Entwicklung. Dabei fluoreszierten die Zellkerne dank eines eingepflanzten Quallen-Gens. Aus jeweils rund 400.000 Einzelbildern erstellte der Computer eine dreidimensionale Darstellung der Embryonalentwicklung. Es sei ungefähr so, als würde man alle Einwohner eines Städtchens einen Tag lang durch ein Weltraumteleskop verfolgen, ließen die EMBL-Forscher verlautbaren. Der digitale Embryo hat bereits einige neue Erkenntnisse in der Entwicklungsbiologie hervorgebracht.