Ob eine Zelle lebendig oder tot ist, zeigt sich unter anderem durch die Anzahl der chemischen Bindungsmöglichkeiten auf der Außenmembran. Lebende Zellen haften daher deutlich stärker an anderen Zellen oder auch an einer Oberfläche als tote. Diese Theorie der Zelladhäsion haben Forscher um Yajing Shen von der Nagoya University in Japan nun für einzelne Hefezellen bestätigt. Als Kraftmesser für die Zelladhäsion am Untergrund präparierten sie eine Art miniaturisierten Golfschläger, der seitlich gegen die Zelle drückte, bis sie sich ablöste.

Den eingesetzten Mikrogolfschläger stellten die Forscher aus einer Sonde her, wie sie in der Rasterkraftmikroskopie (atomic force microscopy, AFM) eingesetzt wird. Sie besteht aus einem biegsamen Hebelarm, an deren Ende eine winzige Siliziumpyramide sitzt. Dieser Pyramide kappten die Wissenschaftler den vordersten Teil der Spitze mit einem fokussierten Ionenstrahl, um so eine etwas breitere Spitze von zwei Mikrometer Durchmesser zu erhalten. Mit dem Hebelarm als Schaft des Golfschlägers und der Spitze als Schlägerkopf stießen die Forscher einzelne Hefezellen an. Durch die Verbiegung des Hebelarmes konnten sie die Kraft messen, die zum Ablösen jeder Zelle nötig war. Bei den lebenden Zellen ermittelten die Forscher so eine Adhäsionskraft von rund 19 Mikronewton, während es bei den toten im Mittel nur knapp sechs Mikronewton waren. Den Versuch führten sie auf drei verschiedenen Untergründen aus: Wolfram, Gold und Indiumzinnoxid. Die Zellhaftung variierte auf diesen Oberflächen jedoch nur um wenige Mikronewton und damit deutlich weniger als die Differenz zwischen toten und lebenden Zellen.

Bisher werden lebende und tote Zellen vor allem durch Färbemethoden unterschieden: Farbstoffe wie beispielsweise Methylenblau können in tote, nicht jedoch in intakte lebende Zellen eindringen. Auch die Gruppe um Yajing Shen hatte Metyhlenblau eingesetzt, um unabhängig von ihren Messungen die toten Zellen zu identifizieren. Der Vorteil ihrer Methode, so die Forscher, liegt jedoch darin, dass mit dem Mikroputter der Zustand einer einzelnen Zelle erstens unmittelbar und zweitens quantitativ gemessen werden kann. (lh)