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Lora Sweeney erforscht am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) wie sich Frösche und andere Tiere fortbewegen. Für ihr neues Forschungsprojekt "swim2limb" haben sie und ihr Team nun eine Förderung von 1,5 Millionen Euro vom Europäischen Forschungsrat (ERC) erhalten. Ziel ist es, tiefere Einblicke in die Funktionsweise des Rückenmarks und des übrigen Nervensystems zu gewinnen. Die Wissenschafter:innen hoffen, mit den gewonnenen Erkenntnissen in Zukunft geschädigte oder kranke Zellen im menschlichen Rückenmark ersetzen zu können.
Warum können Frösche hüpfen, aber nicht wie Mäuse auf einem Rad laufen? Wie entwickeln sich ihre Larven von schwimmenden Kleintieren zu den akrobatischen Amphibien, die wir kennen? Mit diesen und anderen Fragen beschäftigen sich Professorin Lora Sweeney und ihr Forscher:innenteam am Institute of Science and Technology Austria (ISTA). In ihrem aktuellen Projekt "swim2limb" erforschen sie das Bewegungsverhalten von Tieren, indem sie die Zellen im Rückenmark, deren elektrische Aktivität und ihren Beitrag zur Bewegung untersuchen. Sie wollen herausfinden, welche Faktoren bestimmen, ob sich ein Tier nur mit einfachen Bewegungen (Schwimmen) oder mit einem komplexeren Bewegungsablauf (Gehen) fortbewegen kann. Gibt es zum Beispiel eine oder mehrere Zellen, die nur bei schwimmenden Tieren vorhanden sind? Wie unterscheiden sie sich bei Tieren, die laufen? Welche molekularen Mechanismen bedingen die Unterschiede zwischen diesen Tieren? Und wie wirkt sich das Entfernen von Zelltypen mit der CRISPR/Cas9-Methode auf das Bewegungsverhalten aus?
Wichtige Erkenntnisse
Langfristig hofft Sweeney zu verstehen, wie das Rückenmark überhaupt funktioniert. Außerdem besteht die Hoffnung, mit dem Wissen irgendwann Krankheiten heilen zu können, die das Rückenmark und das übrige Nervensystem betreffen. Darüber hinaus könnte das Projekt Aufschluss darüber geben, wie sich das Gehirn und das übrige Nervensystem überhaupt entwickelt haben. Diese Idee beeindruckte den Europäischen Forschungsrat (ERC), der Sweeney nun eine Förderung von 1,5 Millionen Euro für ihr Projekt gewährt hat. „Ich bin begeistert und fühle mich geehrt, dass ich zu den Empfängerinnen der Förderung gehöre", sagt Sweeney, „als ich davon erfuhr, bin ich auf und ab gesprungen. Für eine junge Wissenschafterin wie mich ist das eine große Chance, die mir die Freiheit gibt, mehr zu wagen und neue Dinge auszuprobieren. Ich bin sehr dankbar dafür."
Jede einzelne Zelle
Im Gegensatz zu den fast unentwirrbaren und komplexen motorischen Systemen von Mäusen oder Menschen sind die Systeme von Fröschen relativ einfach aufgebaut, was sie perfekt für die Untersuchung der Fragen macht, die Sweeney und ihre Kolleg:innen zu beantworten versuchen. Das Wissenschaftsteam nimmt jede Zelle im Rückenmark des Frosches unter die Lupe. Jede Zelle wird mittels Einzelzellsequenzierung untersucht und analysiert. „Wir versuchen, einen detaillierten Zell-Atlas der Bewegungs-Metamorphose zu erstellen, der uns eine Momentaufnahme der zellulären Architektur der Schwimm- und Gliedmaßenbewegung liefert", beschreibt Sweeney ihr ehrgeiziges Ziel. Ihre Studien werden entscheidende Erkenntnisse darüber liefern, was einen neuronalen Zelltyp definiert, welche Mechanismen die Zelltypen während der Entwicklung unterscheiden und wie molekulare Unterschiede zwischen den Zelltypen deren Schaltkreiseigenschaften und Funktion beeinflussen.
Tierschutz
Um grundlegende Prozesse, zum Beispiel in den Neurowissenschaften, der Immunologie oder der Genetik, besser zu verstehen, ist der Einsatz von Tieren in der Forschung unverzichtbar. Keine anderen Methoden, wie etwa In-silico-Modelle, können als Alternative dienen. Die Tiere werden nach den strengen Vorschriften des österreichischen Rechts aufgezogen, gehalten und behandelt. Alle Tierversuche sind vom Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft und Forschung genehmigt.
Medienkontakt:
Markus Feigl
markus.feigl@ist.ac.at
+43 664 8832 6393
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Über ISTA
Das Institute of Science and Technology Austria (ISTA) in Klosterneuburg ist ein Forschungsinstitut mit eigenem Promotionsrecht. Das 2009 eröffnete Institut widmet sich der Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften, Mathematik und Informatik. Das Institut beschäftigt Professor:innen nach einem Tenure-Track-Modell und Post-Doktorand:innen sowie PhD-Student:innen in einer internationalen Graduate School. Neben dem Bekenntnis zum Prinzip der Grundlagenforschung, die rein durch wissenschaftliche Neugier getrieben wird, hält das Institut die Rechte an allen resultierenden Entdeckungen und fördert deren Verwertung. Der erste Präsident ist Thomas Henzinger, ein renommierter Computerwissenschafter und vormals Professor an der University of California in Berkeley, USA, sowie der EPFL in Lausanne. http://www.ista.ac.at
Lora Sweeney, Forscherin am ISTA, erhielt für ihr Projekt "swim2limb" eine Förderung in der Höhe von ...
© Peter Rigaud / ISTA
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