Mikrorheologieapparatur
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Für die breitbandige Untersuchung der dynamischen Eigenschaften von Lösungen aus Kolloiden, Netzwerken aus flexiblen und semiflexiblen Polymeren und von Zellen ist die Mikrorheologie die Methode der Wahl. Semiflexible Polymere sind in der Biologie der Zelle außerordentlich wichtige Komponenten des Zytoskeletts, deren Eigenschaften so essentielle Prozesse wie zum Beispiel die Zellteilung, Zellbewegung, Zellwachstum, Mechano-Sensitivität und Signalübertragung wesentlich beeinflussen. Wir untersuchen diese Netzwerke sowohl in vitro als auch in lebenden Zellen, um ein Verständnis der physikalischen Eigenschaften solcher komplexen Polymersysteme zu erlangen. Potentieller Nutzen aus diesem Verständnis für neue technologische Anwendungen spielt auch eine Rolle. Auf Laser-Interferometrie basierende Mikrorheologie mit großer Bandbreite stellt hohe Anforderungen an Laser- und Mikroskop-Technologie. Da es keine kommerziellen Mikrorheologiegeräte gibt, war es notwendig, aus unseren langjährigen Erfahrungen in der Entwicklung dieser Technologie einen Aufbau selbst zu entwickeln, der den extremen Anforderungen in Bezug auf mechanische, optische Stabilität und Schnelligkeit der Lasersteuerung und Detektion genügt, um unsere Pionierarbeit in diesem Gebiet fortzusetzen. Bei dem in Eigenbau aus verschiedensten Komponenten zusammengestellten Gerät haben wir neuartige, verfeinerte Techniken eingesetzt, um die Bandbreite und die Auflösung in den mikrorheologischen Messungen deutlich zu erhöhen. Im Moment setzen Doktoranden mikrorheologische Arbeiten mit Netzwerken aus Mikrotubuli fort. Diese Arbeiten sind Teil einer engen Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Fred MacKintosh und Prof. Dr. Gijsje Koenderink aus Amsterdam. Daneben trugen vor allem auch ein Projekt von HFSP Fellow Dr. Nikta Fakhri zu einem Gelingen des Aufbaus und zu gegenwärtigen Experimenten bei. Insbesondere profitiert auch eine wissenschaftliche Kooperation mit Prof. Dr. Karim Addas von der American University of Cairo (AUC), Ägypten, stark vom aufgebauten Mikrorheologiegerät. Zwei Master-Studenten von der AUC arbeiten gegenwärtig an dem Instrument zu grundsätzlichen Fragen der Mikrorheologie im Zytoskelett von Zellen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- “High-bandwidth microrheology of cytoskeletal networks”. Dissertation, Georg-August-Universität Göttingen
Marcel Bremerich
