Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517966069

Für die Untersuchung neurowissenschaftlicher Fragestellungen an der Universität zu Lübeck wollen wir ein konfokales Laser-Scanning-Mikroskop beantragen. Dieses Gerät wird bildgebende Experimente ermöglichen, die derzeit auf dem Campus nicht durchgeführt werden können. Wir sind eine Gruppe von Forschern, die sich mit neurobiologischen Netzwerken und den Interaktionen verschiedener neuraler Zelltypen an den Schnittstellen zwischen Peripherie und ZNS beschäftigen. Da alle Antragsteller in einem Forschungsgebäude arbeiten, ergeben sich optimale Bedingungen für die Zugänglichkeit und Nutzung des Instruments. Das Mikroskop wird ein 15 Jahre altes konfokales Mikroskop am selben Standort ersetzen. Das beantragte Mikroskop soll sehr schnelle zelluläre Prozesse wie die Dynamik der intrazellulären Botenstoffe Ca2+ oder cAMP dreidimensional abbilden. Daneben sollen mehrere Zellmarker in derselben Probe nachgewiesen werden und quantitative Analysen spezifischer Gehirnstrukturen, z. B. Blutgefäße, mit hohem Durchsatz erfolgen. Zu den Strukturen, die untersucht werden, gehören Zellen des Gefäßsystems, spezialisierte Gliazellen, die einen Teil der Blut-Hirn-Schranke bilden, und Neurone, die periphere Signale wie nozizeptive Stimuli oder Hormone verarbeiten. Verschiedene Forschungsfragen, die sich mit der Interaktion von peripheren und zentralen Signalen befassen, sollen mit Hilfe des beantragten Geräts beantwortet werden. Für die geplanten Experimente muss das Mikroskop über optimierte Anregungs- und Emissionstechniken verfügen und Farbstoffe mit ähnlichen Fluoreszenzspektren zuverlässig unterscheiden. Zusammen mit einem sensitiven Detektionssystem ist dies ein großer Schritt in Richtung einer spezifischen Signalerkennung mit hoher Empfindlichkeit. Eine schnelle Bildgebung ist wichtig, um erstens dreidimensionale zelluläre Prozesse im Sekundenbereich zeitlich aufzulösen, und zweitens einen hohen Probendurchsatz mit sehr guter räumlicher Auflösung zu ermöglichen. Die geplanten quantitativen Analysen vieler Präparate sind nur mit einer Hochdurchsatz-Bildgebung möglich, und diese wiederum kann nur durch hohe Geschwindigkeiten erreicht werden. Neben der Empfindlichkeit der Sensoren spielt die Scangeschwindigkeit eine entscheidende Rolle für die benötigte Zeit zur Bildaufnahme. Das von uns beantragte Mikroskop hat eine Abtastfrequenz im kHz-Bereich und ist damit ideal geeignet für die Hochdurchsatz-Bildgebung von dreidimensionalen Proben und die schnelle Abbildung dynamischer Prozesse in lebenden Zellen. Insgesamt werden wir das beantragte konfokale Mikroskop nutzen, um die subzelluläre Dynamik von Zellen des ZNS zu untersuchen und eine Hochdurchsatz-Bildgebung durchzuführen, letztlich um neue Mechanismen und Zusammenhänge in der Neurophysiologie und bei neurologischen Erkrankungen herauszufinden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Universität zu Lübeck
• Leiter: Professor Dr. Markus Schwaninger