Superhochauflösendes Laserscanning-Mikroskop
Final Report Abstract
Durch das neue Laserscanning-Mikroskop und dessen superhochauflösenden Eigenschaften und die Zwei-Kanal-Fluoreszenzanregung für Doppelmarkierungen wurden folgende Erkenntnisse veröffentlicht: Das Protein Cryptochrom 1 konnte in der Retina von Zugvögeln genau lokalisiert werden. Cryptochrom Proteine der Netzhaut spielen wahrscheinlich eine maßgebliche Rolle bei der magnetfeldabhängigen Orientierung von Zugvögeln. Cryptochrom 1b ist im Zytosol lokalisiert, was gegen eine regulatorische Funktion in der zirkadianen Uhr und für eine Beteiligung am Radikal-Paar-Mechanismus der Magnetrezeption spricht. Cryptochrom 1a ist in den Außen- und Innensegmenten von spezifische Photorezeptoren lokalisiert. Mit Hilfe der hohen Auflösung konnte gezeigt werden, dass eine Störung der Balance vom Protein Tau Auswirkungen u.a. auf die Myelinisierung hat, welche u.a. an neurodegenerativen Erkrankungen wie z. B. Alzheimer beteiligt ist. Bei den molekularen Mechanismen der Regulation des Neuronen-spezifizischen Kotransporters KCC2 konnte aufgrund des hohen Auflösungsvermögens die Funktion unterschiedlicher posttranslationaler Modifikationen identifiziert werden. Untersuchungen zur Lokalisation von Connexin-Hemikanälen in homo- und heterozellulären Gap Junctions zeigen, dass es mindestens zwei unterschiedliche Mechanismen für die Ausbildung von Connexin-Hemikanälen gibt. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Axonterminalien von Horizontalzellen der Mausretina ebenfalls zwei unabhängige Formen von Gap-Junction-Netzwerken ausbilden, die wichtig für die Lichtadaption in der Retina sein könnten. Eine immunhistochemische Studie deutet darauf hin, dass keines der bekannten Gap Junction Proteine den Interaktionspartner zu Connexin36 in den Stäbchen der Mausretina bildet. Die Morphologie und Netzwerkbildung eines neuen Typs von GABAerger ON-OFF-Amakrinzelle wurden beschrieben. Mit Hilfe der hohen Auflösung des Mikroskops konnte erstmals gezeigt werden, dass A8- Amakrinzellen zu ON-Bipolarzellen gekoppelt sind und Eingänge auf große Ganglienzellen vermitteln. Die hohe räumliche Präzision half, markierte Proteine in synaptischen Bereichen der Retina der post- bzw. präsynaptischen Seite zu zuordnen und aufzuklären, mit welchen Ganglienzellen ein Typ von Wide-Field-Amakrinzelle verbunden ist. Zur Aufklärung des Beitrags von Horizontalzellen zur Signalverarbeitung in der Retina wurde ein neues Mausmodell beschrieben. Die Bildung von Proteinaggregaten (z.B. glial cytoplasmic inclusions) beim Austarieren des Autophagic Pathway in Oligodendrozyten konnte detaillierter untersucht und damit einen wichtigen Baustein zum Verständnis neurodegenerativer Erkrankungen liefern. Mit Hilfe von Doppelfärbungen konnte der Einfluss von oxidativem Stress und beeinträchtigter mitochondrialer Aktivität auf den Abbau von α-synnuclein in Oligodendrozyten untersucht werden. Das Gerät ist im Graduiertenkolleg „Molecular Basis of Sensory Biology“, sowie in mehreren Weiterbildungen (z.B. im Jahr 2014: Workshop Super-Resolution Microscopy und Symposium on Fluorescence) einer größeren Gruppe von Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftlern zugutegekommen und hat den Forschungsstandort Neurosensorik in Oldenburg nachhaltig gestärkt und gefördert. Aufnahmen der konfokalen Betriebseinheit wurden mehrfach prämiert: Vision Research (1. Platz): http://www.visionresearch.eu/index.php?id=959&no_cache=1&sword_list[]=competition; Scientific Volume Imaging (4. Platz): https://svi.nl/WinnersImageContest2015.
Publications
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