Die wichtigste Gruppe von Proteinen im Zellkern eukaryotischer Zellen sind Proteine, die sich an die DNA in Form von Chromatin binden können (Chromatin-bindende Proteine). Gerade der Prozess der Bindung dieser Chromatin-bindenden Proteine an die DNA ist sehr dynamisch und beeinflusst die Genexpression.

Abbildung 1: Zellkern von embryonalen Stammzellen der Maus, grün – H1 – YFP. Links – Aufnahme des Fluoreszenzsignals des Proteins H1. Mitte – Aufnahme, die den Zustand nach gezielter Ausbleichung (Photobleaching) mittels der FRAP-Methode zeigt. Rechts – teilweise Wiederherstellung des Fluoreszenzsignals an der ausgeblichenen Stelle (Recovery).

Zur Untersuchung des Assoziations- und Dissoziationsprozesses von Chromatin-bindenden Proteinen (HP1, H1) an der DNA in vivo wurde eine Fluoreszenzmarkierung (fluorescent tag) mittels eines gelben Fluoreszenzproteins (YFP) verwendet. In den Kernen embryonaler Stammzellen der Maus wurde unter dem Mikroskop eine Fluoreszenz beobachtet (Abbildung 1, links), die das Vorhandensein der markierten Proteine (HP1, H1) bestätigte. Zur Untersuchung der ablaufenden dynamischen Prozesse wurde mittels der FRAP-Methode eine bestimmte Stelle im beobachteten Zellkern durch Photobleaching ausgebleicht – ermöglicht durch ein Modul für aktive Beleuchtung. Anschließend wurde dank der Möglichkeit der zeitlichen Bildaufnahme ein Signal gewonnen, das die Chromatin-Remodellierung und die Veränderung des Fluoreszenzsignals an der belichteten Stelle in den beobachteten Zellkernen erfasst.

Abbildung 1: Darstellung der FRAP-Untersuchung mit Fokus auf die Proteine HP1 und H1.

Aus den gewonnenen Daten wurden die Halbwertszeiten der Assoziation der Proteine HP1 und H1 an das Chromatin sowie die Unterschiede dieser Halbwertszeiten bei verschiedenen Chromatinformen – Heterochromatin/Euchromatin – ermittelt

Funktionen des Moduls für aktive Beleuchtung – Mosaic3:

„FRAPPA – Study the Dynamics of Chromatin Binding Proteins.“ Abgerufen am 5. Dezember 2016. www.andor.com.