Markus Affolter Professor für Entwicklungsbiologie Biozentrum Universität Basel

Biberstein 1958 Kantonsschule Aarau 1974 ETH Zürich Quebec City Basel Prof. Walter Gehring Seit 2000 Professor für Entwicklungsbiologie Universität Basel

Gibt es durchsichtige Tiere? oder Wie kann man beobachten, wie aus einem Ei ein Lebewesen wird?

Ingenieur Wie kann ich etwas bauen? Auto, Computer, Uhr, Fernsehapparat... Ingenieur will etwas machen Biologe (Forscher) Wie macht die Natur etwas? Wie entsteht ein Baum, ein Lebewesen (Tier) Biologe will etwas verstehen

Ein Entwicklungsbiologe: Wie entwickeln sich komplexe Organismen? Eine einzige Zelle Befruchtung Organismus

Wie entsteht ein komplexes Lebewesen? Alle Lebewesen bestehen aus ganz vielen Zellen … Wie entstehen Organe? Herz, Lunge, Muskeln? Wie wissen die vielen Zellen, was sie tun müssen? Spielen bei verschiedenen Lebewesen ähnliche Mechanismen eine Rolle (z.B. Fliegen, Fisch, Maus, Mensch)? Können menschliche Krankheiten in einfacheren Systemen erforscht werden?

Welches Tier untersuche ich? Wie wähle ich das Tier aus? Elephant? Hat jemand einen Elephanten zu Hause?

Fisch? Zebrafisch, nicht Wahlfisch...

- Zebrafisch ist ein Wirbeltier (Wirbelsäule, Blutgefässe, etc.) Besondere Eigenschaften des Zebrafisches: - Einfach haltbar - Zebrafische legen Eier ins Wasser (bis zu 400 Eier pro Weibchen!) - Viele verschiedene Experimente sind möglich

Unsere Fischaquarien am Biozentrum der Universität Basel

- Zebrafisch ist ein Wirbeltier (Wirbelsäule, Blutgefässe, etc.) Besondere Eigenschaften des Zebrafisches: - Einfach haltbar - Zebrafische legen Eier ins Wasser (bis zu 400 Eier pro Weibchen!) - Viele verschiedene Experimente sind möglich - Die Eier und die kleinen Fische sind transparent, innere Organe sind sichtbar!!

Der Zebrafischembryo ist durchsichtig! 0.5mm

Nun: was wollen wir mit diesem durchsichtigen Tier herausfinden? Wie entstehen Muskeln? Wie entsteht das Gehirn? Wie entsteht das Herz? Wie entstehen Blutgefässe?

Das Blut transportiert Sauerstoff und Nährstoffe in alle Teile des Körpers

Blutgefässe in der Hand

Arterien und Venen müssen zusammenfinden Vasculogenesis Adams and Alitalo, 2007

Wieso wollen wir Blutgefässbildung studieren? Medizinisches Interesse: - Tumore brauchen Blutgefässe! - Herzkrankheiten - Wundheilung Grundlagenforschung: - Wie entstehen komplexe zelluläre Netzwerke?

Aber wir wissen noch sehr wenig!! Wir wachsen Blutgefässe? Wie finden sie ihren Weg? Wie verbinden sich Blutgefässe (Arterien und Venen)? Könnte man das eventuell im Zebrafischen beobachten? Wenn ja, könnte man grosse Forstschritte machen!!!

Was brauchen wir dazu? 1) Sichtbar machen...

Grün fluoreszierendes Protein aus Qualle Aequorea victoria 238 Aminosäuren Nach Bestrahlung mit blauem Licht leuchtet das Protein grün Funktioniert in allen Lebewesen! 2008 Nobelpreis in Chemie Osamu Shimomura Martin Chalfie Roger Tsien

Film Blutgefässzellen Ei

Was brauchen wir dazu? 2) Filme machen...

Beispiel Fussball (Foul oder nicht? Tor oder nicht?) Wie ist er von Basel nach Zürich gekommen?

Wie wurden die Pyramiden gebaut? Wir brauchen einen Film, d.h. wir müssen filmen können!!!

Film Blutgefässzellen Zebrafisch mit grünen Blutgefässen unter einem Fluoreszentmikroskop !!

Teilen sich die Zellen während die Blutgefässe gebildet werden? 1 2

Film Zellkerne

Film Zellkerne und Blutzellen

Fragestellungen Wie wird ein Netzwerk gebildet? Wie verbinden sich Blutgefässe während der Entwicklung? Was passiert, wenn ein Tumor neue Blutgefässe wachsen lässt? Könnte man das Verbinden von Blutgefässen evtl. verhindern? Dies sind alles unbeantwortete Fragen... Wie werden wir das nun angehen?

Konzentrationstest Ganz still, zählen! Wie viele Male bekommt der Mann im weissen Pullover den Basketball?

Fragestellungen Wie wird ein Netzwerk gebildet? Wie verbinden sich Blutgefässe während der Entwicklung? Was passiert, wenn ein Tumor neue Blutgefässe wachsen lässt? Könnte man das Verbinden von Blutgefässen evtl. verhindern? Dies sind alles unbeantwortete Fragen... Wie werden wir das nun angehen? Filme machen Filme genau analysieren

Blutgefässzellen grün, die Zellkerne rot; Beispiel aus dem Kopf

Gibt es durchsichtige Tiere? Ja, zum Beispiel ein junger Zebrafisch ist durchsichtig!

Können wir nun sehen, wie sich Blutgefässe bilden? Ja, jetzt können wir zeigen, wie Blutgefässe ein Netzwerk bilden, indem wir Blutgefässe mit fluores- zierenden Eiweissen ausstatten

Können wir nun bestimmen,wo neue Blutgefässe gemacht werden? Nein, aber wir forschen daran … Wenn ihr dann an die Universität kommt, wissen wir mehr..

Ingenieur Wie kann ich etwas bauen? Auto, Computer, Uhr, Fernsehapparat... Ingenieur will etwas machen Biologe (Forscher) Wie macht die Natur etwas? Baum, Lebewesen (Tier) Biologe will etwas verstehen

Vielen Dank fürs Zuhören!