Single Molecule Weit-Feld-Fluoreszenzmikroskop mit Light Sheet Illumination

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437835311

Die dynamische Visualisierung zellulärer Strukturen ist ein essentielles Werkzeug, um fundamentale biologische Prozesse wie etwa den Zellzyklus, Proteininteraktionen, Kompartmentalisierung oder Transportvorgänge zu verstehen. Neue bildgebende, methodische Ansätze erlauben optische Auflösungen unter dem Diffraktionslimit im Bereich von 20-120 nm. STED oder PALM/STORM Mikroskopie ermöglichen zwar die Auflösung von Strukturen bis unter 20 nm, allerdings ermöglichen diese Methoden die Lebendzellmikroskopie oder Beobachtung von Moleküldynamik bislang nur unter hochspezialisierten Bedingungen, häufig unter Verwendung von spezifischen Farbstoffen/Fluorophoren meist in hochgradig individualisierten Setups. SIM (structured illumination microscopy) ist eine ideale Methode für die Lebendzellmikroskopie, welche hohe Auflösungen durch strukturierte Beleuchtungsmuster mit sehr schnellen Bildaufnahmeraten ermöglicht. Dies geschieht unter Verwendung gängiger Fluorophore. Durch Veränderung der strukturierten Beleuchtung vom Grid- zum Lattice-Muster wird die Anzahl der Rohbilder und damit ebenso die Phototoxizität deutlich verringert. Dies ist ein entscheidendes Kriterium und eine Notwendigkeit für die Lebendzellmikroskopie. Darüberhinaus ermöglicht Lattice SIM eine höhere Penetrationstiefe des Anregungslichts als die anderen Super-Resolution-Methoden, was wiederum volumetrische, 3-dimensionale Analysen von größeren Proben wie Organoiden erlaubt. Das beantragte Setup ist damit die einzige Plattform, welche die Vorteile des Lattice SIM mit Einzelmolekül-Lokalisierungsmikroskopie kombiniert. Dadurch wird eine vielseitige, einfach zu bedienende und flexible hochauflösende Mikroskopie ermöglicht, welche für unterschiedlichste experimentelle Ansätze und Bedingungen geeignet ist. Mithilfe dieser Mikroskopietechnik soll die hochauflösende, räumlich-zeitliche Charakterisierung von grundsätzlichen biologischen Prozessen, wie etwa der Kernaktin- bzw. Einzelmoleküldynamik, ermöglicht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Single Molecule Weit-Feld-Fluoreszenzmikroskop mit Light Sheet Illumination
• Gerätegruppe: 5040 Spezielle Mikroskope (außer 500-503)
• Antragstellende Institution: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
• Leiter: Professor Dr. Robert Grosse