Spinning-Disk Mikroskop mit optischer Pinzette

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 456112451

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 nutzen optische Pinzetten um aktive und passive Mikrorheologie zu verbinden. Dadurch ist es möglich die aktiven Kräfte sowohl in Zellen, als auch in Geweben zu quantifizieren. Um sowohl die Krafterzeugung als auch die viskoelastischen Eigenschaften den verschiedenen Regionen in adhärenten oder mitotischen Zellen, aber auch innerhalb von embryonalem Gewebe als auch Krebsphäroiden oder rekonstituiertem Muskelgewebe zuordnen zu können, müssen diese mit einer 3D Fluoreszenztechnik verbunden werden. In das beantragte Spinning Disk Mikroskop werden wir eine optische Pinzette einbauen und sowohl die Pinzette als auch das Mikroskop aus einen selbstgeschriebene Software kontrollieren. Weitere Projekte nutzen die 3D Kapazität des spinning disk Mikroskops um mittels 2.5D Traction force microscopy die Substratkräfte von Einzelzellen und Monolagen zu vermessen. Besonders interessant ist die Kraftmessung an Zellen die in kontrolliert erzeugten engen Begrenzungen migrieren. Mittels elastischer Hydrogelkügelchen, welche in Zellen oder auch ganze Gewebe eingebettet sind, können wir außerdem die mechanischen Spannung bestimmen. Besonders für die Bewegung und Krafterzeugung in rekonstituiertem Muskelgewebe versprechen diese elastischen Spannungssensoren eine Vielzahl an neuen Einsichten.

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