Vom Schwangerschaftstest bis zur Kernspindelforschung

Krallenfrösche sind in der Medizin beliebte Modellorganismen

Als es noch keine industriell gefertigten Schwangerschaftstests gab, tat jeder Apotheker gut daran, in seinen Räumen einen Krallenfrosch (Xenopus laevis) zu halten. Wollte eine Frau wissen, ob sie schwanger war, konnte sie noch bis in die 1960er Jahre hinein eine Urinprobe abgeben, die einem Froschweibchen beim so genannten "Hogben-Test" unter die Haut in den dorsalen Lymphsack injiziert wurde. Die Schwangerschaftshormone führten dazu, dass das Tier innerhalb von zwölf Stunden Eier ablegte, was als sicherer Nachweis für eine Empfängnis galt. Auch heute noch sind die Frösche beliebte Modellorganismen im Labor, weil sie einen kurzen Generationszyklus haben und einfach zu halten sind. Unbefruchteter Laich lässt sich mithilfe von Hormonen längere Zeit für eine spätere Nutzung konservieren. Die Eier sind sehr groß und resistent gegen Infektionen, was sie vor allem für die Zellforschung interessant macht. Forscher in Dresden versuchen beispielsweise, anhand der Frosch-Eizellen die komplexen Prozesse bei Zellteilungen besser zu verstehen, um daraus Schlussfolgerungen für das Verhalten unserer Körperzellen oder zum Beispiel auch von Tumoren zu ziehen. Bei höheren Lebewesen, wie Menschen und Tieren, geht der Verdopplung eine Teilung der Zellkerne (Mitose) voraus, deren Prozesse noch immer nicht vollständig verstanden sind. Dr. Jan Brugues vom Max Planck Institut befasst sich seit sechs Jahren mit der Erforschung der Ausbildung des Spindelapparats, der die Anordnung der Chromosomen im Zellkern steuert. Er hat es erstmals geschafft, während der Kernteilung des Krallenfrosch- Embroys die Spindelfasern mit einem Laser zu zerschneiden, um neue Anhaltspunkte für die Molekulare Struktur des Apparates zu erhalten. Die Froscheier eignen sich dazu besonders, weil sie mit circa einem Millimeter Durchmesser einen Spindelapparatvon 30 Mikrometern Gesamtlänge ausbilden. In den meisten Körperzellen beträgt die Länge zum Vergleich lediglich zwölf Mikrometer. Eine spannende Erkenntnis war die Beobachtung, dass bei der Trennung der Kernspindeln sofort neue Fasern ausgebildet werden, die den Zugapparat ständig aufrecht erhalten. Der Apparat ist also ein dynamisches Konstrukt, das auf Umwelteinflüsse reagieren kann. Der Mechanismus dahinter ist für die Forscher bislang ein Rätsel. Bei der Lösung will das Institut künftig interdisziplinär arbeiten und die Fachkenntnisse von Physikern und Biologen verbinden.