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| Arbeitsgruppe Heike Boehm: Glyko-Biophysik |
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Kartierung der mechanischen Eigenschaften und makromolekularen Organisation Hyaluronsäure-reicher Zellmäntel
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Original Title: Mapping the Mechanics and Macromolecular Organization of Hyaluronan-Rich Cell Coats
Heike Boehm, Tabea A. Mundinger, Christian H. J. Boehm, Valentin Hagel, Uwe Rauch, Joachim P. Spatz and Jennifer E. Curtis, Soft Matter, 2009, 5, 4331 - 4337.
In dieser Publikation stellen wir zwei unabhängige, aber komplementäre Techniken für die nicht-invasive Analyze von perizellulären Mänteln (PZM) an lebenden Zellen vor. Die Dynamik dieser Hyaluronsäure-reichen PZM spielt eine wichtige Rolle in einer Vielzahl biologischer Prozesse, wie z.B. bei der Zellvermehrung, der Zellbeweglichkeit sowie der Embryogenese.
Zum einen gelang es uns die Hyaluronsäure, die grundlegende Komponente der PZM, spezifisch mit Hilfe einer  eGFP gelabelten Neurokan-Bindungs-Domäne zu markieren. Die so erhaltenen Fluoreszenzprofile (siehe Abb.1) zeigen einen einheitlichen, reproduzierbaren Verlauf mit abnehmender Hyaluronsäure-Konzentration zum Rand der PZM hin.
Abbildung 1: Spinning-Disk Mikroskopie Aufnahme einer Zelle (Membran in rot) mit ihrer PZM, die mit Hilfe einer eGFP gelabelten Neurokan-Bindungsdomäne markiert wurde (grün), und indirekt durch den Ausschluss der roten Blutzellen (rot) aus dem Bereich der PZM erkennbar ist. b) Fluoreszenzprofil von drei unterschiedlichen Zellen normiert mit der Dicke der PZM.
Das mikromechanische Profil der PZM konnten wir mit Ortsaufgelöster passiver Mikrorheology erhalten: Kleine Polystyrol-Kügelchen diffundierten zunächst in die PZM. Ihre Brownsche Bewegung (repräsentiert durch das mean-square displacement(MSD)) wird dann in Abhängigkeit von ihrer Position analysiert, um so Rückschlüsse auf die relative Viskoelastizität der umliegenden PZM gewinnen zu können. Dieses mikromechanische Profil spiegelt den beobachteten Hyaluronsäure-Konzentrations-Gradienten wieder mit einer zunehmenden Elastizität zur Zellmembran hin.
Abbildung 2: Das mikromechanische Profil der PZM (blau) stimmt sehr gut mit dem Hyaluronsäure-Gradienten (orange) überein.
Mehr Informationen und Details finden sie in  unserer Veröffentlichung.
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