Bildgebungs-/"High content screening" System

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 520854718

Wir beantragen ein Mikrotiterplatten-basiertes Hellfeld- und Fluoreszenz-Bildgebungs-/"High-Content-Screening"-System. Dieses System ermöglicht eine schnelle, teilautomatisierte Bildgebung, Quantifizierung und Analyse zellulärer Merkmale sowie kleiner Organismen wie des Fadenwurms Caenorhabditis elegans. Unsere Gruppe untersucht die Relevanz von Adhäsions-G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (aGPCRs), um zu verstehen, wie sie Signale in verschiedenen biologischen Prozessen in Funktion übersetzen. Adhäsions-GPCRs sind eine faszinierende Klasse von GPCRs mit unterschiedlichen Rollen in Gesundheit und Krankheit. Trotz ihrer offensichtlichen (patho-)physiologischen Bedeutung sind die Details ihrer Aktivierung, Signale und deren physiologische Folgen noch immer nur spärlich verstanden. Unsere Arbeit analysiert die molekularen Mechanismen dieser einzigartigen GPCRs und zielt darauf ab, die Frage zu klären, wie sie Signale in physiologische Prozesse umsetzen. Um zu verstehen, wie die Rezeptoren physiologische Funktionen steuern, ist eines unserer Ziele, die Rolle von aGPCRs in verschiedenen biologischen Kontexten aufzuklären: auf zellulärer Ebene, in Geweben und Organen sowie in ganzen Organismen wie dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans. Dabei basieren unsere Analysen stark auf Struktur-Funktionsanalysen von aGPCRs. Dazu untersuchen wir zunächst, welche Effekte die Abwesenheit eines aGPCR auf Zellen und auf den Fadenwurm C. elegans hat. Dies wird hauptsächlich durch Phänotypisierungsassays erreicht. Anschließend werden die Auswirkungen verschiedener modifizierter oder natürlich vorkommender Rezeptorvarianten auf diese Phänotypen untersucht. In einem zweiten Ansatz zielen wir darauf ab, Moleküle zu identifizieren, die in der Lage sind, die Aktivierung/Aktivität von aGPCR zu modulieren. Sowohl für Phänotypisierungs- und Struktur-Funktionsanalysen als auch für Molekül-Screenings sind sehr viele Assays in Kombination mit großen Ansätzen und zahlreichen Proben erforderlich. Daher ist ein Bildgebungs-/“High-Content-Screening“-System für diese Untersuchungen unverzichtbar. Das beantragte System ist flexibel und so vielseitig, um alle benötigten, sehr unterschiedlichen Anwendungen sowohl in Zellen als auch in Nematoden durchzuführen. Es kann verschiedene zelluläre Parameter wie Zellgröße, Wachstum, Viabilität, Proliferation, Apoptose und Migration messen. Gleichzeitig ist es in der Lage, Bilder von C. elegans-Individuen im ganzen Well und extrem schnell aufzunehmen und zu quantifizieren/analysieren. Zusätzlich zu diesen Anwendungen mit relativ niedriger Auflösung bietet das System die Möglichkeit, einzelne Zellen zu vergrößern, um Fluoreszenzen und damit die Rezeptorexpression zu visualisieren. Das System wird unser experimentelles Portfolio erheblich erweitern und uns neue Ansätze wie Molekül Screens und große Struktur-Funktionsanalysen ermöglichen, um Einblicke in aGPCR-Funktionen zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Bildgebungs-/"High content screening" System
• Gerätegruppe: 5042 Mikroskope für Hochdurchsatz und Screening
• Antragstellende Institution: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
• Leiterin: Professorin Dr. Simone Prömel