Labor trifft Lehrer*in: Zellen auf ihrer Entwicklungsreise begleiten – wie aus Stammzellen Gewebe und Organe entstehen

Vortrag: Markus Mittnenzweig

In der Embryonalentwicklung entsteht innerhalb weniger Tage oder Wochen aus einer einzigen befruchteten Eizelle ein vollständiger Organismus – bestehend aus zahlreichen spezialisierten Zelltypen und Geweben. Doch woher „wissen“ Zellen, ob sie sich zu Herz-, Nerven- oder Leberzellen entwickeln sollen? Und wie gelingt es ihnen, sich zu koordinieren, um Gewebe und komplexe Organe zu formen? Da nahezu alle Zellen über das gleiche Genom verfügen, liegt der Schlüssel in epigenetischen Mechanismen. Ziel ist es zu verstehen, wie gezielte Genregulation und zelluläre Signalmoleküle Entwicklungsprozesse steuern und damit stabile, reproduzierbare Gewebestrukturen erzeugen.

Neue Genomik-Technologien ermöglichen es heute, diese Prozesse mit hoher molekularer Präzision und auf Einzelzellebene für Millionen von Zellen gleichzeitig quantitativ zu vermessen. Mithilfe künstlicher Intelligenz und maschinellen Lernens lassen sich diese komplexen Daten anschließend analysieren und modellieren.

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