Transmissionselektronenmikroskop
Final Report Abstract
Das Mikroskop wird in breitem Umfang für Arbeiten innerhalb des SFB 648 („Molecular mechanisms of information processing in plants“; Sprecherin Prof. U. Bonas) im Rahmen eines Serviceprojektes Mikroskopie (Z1) genutzt. Hierbei stehen vor allem Fragestellungen der Pflanze-Pathogen-Interaktion im Mittelpunkt. Ein Schwerpunkt ist die Untersuchung der Wirkung pathogener Effektorproteine auf die Pflanzenzellen sowie die Mechanismen der Translokation dieser Proteine in die Wirtszellen. Hierfür werden vor allem Proben analysiert, die unter Nutzung von Kryopräparationstechniken (u.a. Hochdruckgefrierfixierung, Jet-Freezing, Gefrierbruchtechnik) hergestellt wurden. Diese Präparate dienen zur Untersuchung struktureller Veränderungen sowie zur ultrastrukturellen Lokalisierung beteiligter Proteine. Gemeinsam mit Prof. G. Reuter (MLU Halle, Institut für Biologie, Bereich Genetik) bearbeiten wir mikroskopische Fragestellungen im Rahmen des Projektes „Epigenetic control of meiotic recombination in Drosophila“ (Projekt im DFG-SSP 1384). Der von uns unter Nutzung des TEM bearbeitete Projektteil beinhaltet die Charakterisierung struktureller Veränderungen der synaptonemalen Komplexe während der Meiose abhängig von der Expression von Genen deren Genprodukte bei der Chromatinkondensation eine Rolle spielen. Hierfür untersuchen wir Ultradünnschnitte von chemisch fixierten Ovarien. In Kooperation mit Prof K. Mäder (MLU Halle, Institut für Pharmazie) untersuchen wir strukturelle Eigenschaften von Nanopartikeln, die für die pharmazeutische Technologie relevant sind. Mit dem TEM Libra 120 analysieren wir hierfür negativ kontrastierte Proben, Gefrierbruchreplika und auch eingefrorene Proben direkt im Kryo-EM Modus. Die Nutzung des Elektronenmikroskops erfolgte weiterhin durch das Zentrum für Innovationskompetenz (ZIK) HALOmem mit den Nachwuchsgruppen von Jun.-Prof. K. Bacia und Dr. M. Tanabe vor allem für die direkte Untersuchung von Kryo-Proben. Die NWG Bacia arbeitet an Protein-Membran-Komplexen mit Fokus auf den COPI und COPII- Hüllproteinkomplexen. Aktuell steht die Strukturaufklärung COPII-umhüllter Transportvesikel von tubulärer und sphärischer Geometrie im Vordergrund. Die NWG Tanabe untersucht strukturelle Aspekte von Membranproteinen und Membranprotein- Komplexen. Im Vordergrund steht die Aufklärung der 3D Struktur großer Membranprotein-Komplexe, wofür das LIBRA 120 eine wesentliche Voraussetzung bei den notwendigen und zeitaufwändigen Voruntersuchungen darstellt. In den an der Forschergruppe FOR 1145 der NatFak II beteiligten Arbeitsgruppen (A. Blume, J. Kreßler, W. Binder) wird die Wechselwirkung und die damit verbundene Strukturbildung von neu synthetisierten polyphilen Molekülen per se und mit unterschiedlich hergestellten Phospholipidmembranen untersucht. Es wird erforscht, ob mit den synthetischen, polyphilen Molekülen ähnliche Funktionalitäten an Phospholipidmembranen, wie sie für Proteine bekannt sind, erreicht werden können. Die KryoEM gestattet dabei eine direkte Abbildung der gebildeten Aggregate. Im Rahmen des Graduiertenkollegs GRK 1026 „Conformational transitions in macromolecular interactions" untersuchen die Arbeitsgruppen von A. Blume, J. Balbach, M. Stubbs und A. Meister Änderungen der Proteinstruktur, die durch Protein-Lipid-Wechselwirkungen verursacht werden. Die untersuchten Systeme umfassen bakterielle und höhere eukaryotische Membranen, sowie artifizielle Membranen wie Vesikel und Nanodisks, die mit Hilfe der KryoEM visualisiert werden. Weiterhin wird das Gerät für zahlreiche Einzelprojekte von Arbeitsgruppen der MLU oder in Kooperation mit externen Einrichtungen genutzt.
Publications
- Analysis of new type III effectors from Xanthomonas uncovers XopB and XopS as suppressors of plant immunity. New Phytol 195: 894-911; 2012
Schulze, S. et al.
- ELPylated haemagglutinin produced in tobacco induce potentially neutralizing antibodies against H5N1 in mice. Plant Biotechnol J. 11: 582-593 2013
Phan, H.T. et al.
- Influence of elastin-like polypeptide and hydrophobin on recombinant hemagglutinin accumulations in transgenic tobacco plants. PLoS One 9(6): e99347 2014
Phan, H.T. et al.
(See online at https://dx.doi.org/10.1371%2Fjournal.pone.0099347) - Morphological changes of bacterial model membrane vesicles. Eur J Lipid Sci Technol 2014
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(See online at https://doi.org/10.1002/ejlt.201300388) - New micellar transfection agents. Langmuir 30: 4905-4915 2014
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(See online at https://doi.org/10.1021/la404860w) - Phenylene bolaamphiphiles: Influence of the substitution pattern on the aggregation behavior and the miscibility with classical phospholipids. Eur J Lipid Sci Technol 2014
Drescher, S. et al.
(See online at https://doi.org/10.1002/ejlt.201300387)
