Lichtblatt-Mikroskop

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 455153711

Ein zentrales Ziel der modernen Biophysik ist das Verständnis der mechanischen Prinzipien welche die Funktion biologischer Systeme bestimmen. Hierbei ist die Zell- und Gewebemechanik von grundlegender Bedeutung für eine quantitative Beschreibung der dynamischen Prozesse, welche während der Embryonalentwicklung und Gewebebildung, aber auch bei Krebs auftreten. Wir untersuchen die kollektiven und individuellen Migrationsmuster von Zellen mithilfe der Lichtblattmikroskopie. Diese Methode erlaubt die schnelle Aufnahme der 3D-Volumina von einerseits Gewebe und ganzen Organismen aber andererseits auch von Krebssphäroiden, welche ein Modellsystem für Tumoren darstellen. Durch fluoreszent markierte Zellkerne können wir die Bewegung aller einzelnen Zellen des Gewebes präzise verfolgen, und so Gewebeflussfelder und Migrationseigenschaften quantifizieren. Mittels elastischer Hydrogelkügelchen, welche in das Gewebe eingebettet sind, können wir außerdem die mechanische Spannung im Gewebe bestimmen. Durch die Verwendung eines aktiven Fluidansatzes können wir verstehen, inwieweit die globale dynamische Bewegung durch passive physikalische Wechselwirkungen angetrieben wird und wann eine aktive, zellbasierte Krafterzeugung für eine konsistente Beschreibung erforderlich ist. Die resultierenden quantitativen Modelle werden im Weiteren überprüft, indem die Systeme entweder durch lokale Schädigung (Photoablation) oder durch optisch stimulierte lokalen Kontraktion (Optogenetik) beeinflusst werden. Derzeit wird die Kombination von 3D-Zellverfolgung mit Lichtblatt-basierter Photomanipulation nicht in der möglichen Tiefe erforscht, und wir möchten diese Lücke mit den in dieser Anwendung beschriebenen Projekten schließen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Lichtblatt-Mikroskop
• Gerätegruppe: 5040 Spezielle Mikroskope (außer 500-503)
• Antragstellende Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Leiter: Professor Dr. Timo Betz