Wissen: Kalte Dusche für Hamsterzellen

Japanische Forscher haben ein einfaches Verfahren entwickelt, um Zellen zur Aufnahme neuen Erbguts (DNS) zu bewegen. Damit lassen sich Methoden der Gentechnik durchführen, die darauf zielen, das Erbgut von Zellen gezielt zu verändern. Dem Team um Takafumi Saika von der Saitama Universität gelang es nun, die Außenmembran der Zellen mit feinsten Wassertröpfchen so zu durchlöchern, dass Erbgutstränge aus der Umgebung in die Zelle übergehen konnten.

Gegenüber bisherigen Techniken weise die neue Methode einige Vorzüge auf, schreiben die Forscher im Fachblatt „Angewandte Chemie“. Die empfindlichen Zellen müssten nicht mit aggressiven Substanzen behandelt oder mit Metallpartikeln beschossen werden. Zudem sei der technische und zeitliche Aufwand relativ gering.

Die Forscher führten ihre Versuche mit Kulturzellen von Mensch und Hamster sowie mit Bakterien durch, die in einer flachen Schale wuchsen. Zunächst ersetzten sie das Kulturmedium durch Wasser, das DNS-Ringe (Plasmide) mit dem Gen für ein fluoreszierendes Protein enthielt. Dann beschossen sie die Zellen mit feinsten Wassertröpfchen, die sie in einem starken elektrischen Feld aus einer metallenen Hohlnadel gepresst hatten.

Bei diesem als Elektrospray bezeichneten Verfahren liegt eine Spannung von einigen Tausend Volt zwischen der Nadel und einer Gegenelektrode an. Die aus der Nadelspitze austretenden Tropfen sind elektrisch geladen und zerstieben daher zu einem Sprühnebel. Gleichzeitig werden sie stark in Richtung der Gegenelektrode beschleunigt, in diesem Fall ein Metallgitter unter den Kulturschalen.

Nach der Behandlung zeigten bis zu 1,6 Prozent der Kulturzellen das typische grünliche Fluoreszenzleuchten – ein Anzeichen dafür, dass sie die fremde Erbinformation aufgenommen hatten und in Protein umsetzten. Die Aufnahmebereitschaft schwindet jedoch binnen einer Minute nach dem Tröpfchenbeschuss. Offenbar wurden die von den Tröpfchen geöffneten Schlupflöcher in der Zellmembran rasch wieder geschlossen. JKM