Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop

• Fachliche Zuordnung: Mikrobiologie, Virologie und Immunologie
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 538190998

Die konfokale Laser Scanning Mikroskopie (CLSM) ist eine zentrale Analysemethode für die Untersuchung zellulärer Prozesse in der Infektionsforschung. Dies beinhaltet sowohl die Erforschung molekularer Mechanismen der Genregulation von Krankheitserregern als auch die zugrundeliegenden Prozesse der Wirt-Pathogen Interaktion. Die Arbeitsgruppen des Instituts für Molekulare Infektionsbiologie (IMIB) an der Universität Würzburg führen derzeit eine Vielzahl von Experimenten durch, für die ein technisch hochausgestattetes CLSM essenziell ist. Da auch zahlreiche Untersuchungen geplant sind, für welche die Messmethoden und technische Ausstattung des momentan am IMIB genutzten CLSM nicht mehr ausreichen, wird hier eine konfokale Hochleistungs-Mikroskopie-Plattform als Ersatzbeschaffung für ein fast 12 Jahre altes Gerät beantragt. Die geplanten Arbeiten umfassen z.B. die Etablierung neuer Organoid-basierter Infektionsmodelle für Pathogene und Kommensale, die Analyse RNA-basierter Therapeutika, die subzelluläre Lokalisierung von RNAs und Proteinen in Bakterienzellen, sowie die Entdeckung und Charakterisierung hochmolekularer Komplexe in Phagen-infizierten Bakterien. Die geplanten Projekte sollen sowohl mit fixierten Proben als auch unter Lebendzell-Bedingungen durchgeführt werden. Gerade für letzteres ist es unabdingbar, dass das CLSM in einem Laborbereich der Sicherheitsstufe 2 (S2) steht, da die hier geplanten Projekte mit Infektionserregern der Risikogruppe 2 durchgeführt werden. Die Arbeitsgruppen des IMIB benötigen somit ein bis in den Nahinfrarot-Bereich erweitertes Anregungsspektrum, vollständige spektrale Freiheit, eine probenschonende Lebendzell-Analyse im S2 Labor und eine gesteigerte Auflösung bis in den Nanometerbereich. Die Ausstattung des hier beantragten Ersatzgerätes kombiniert die neuartige Weißlichtlaser-Technologie mit kontinuierlichem Anregungsspektrum von 440-790 nm, mit einem optimierten Strahlengang und vier hochsensitiven Detektoren. Dazu erhöht ein adaptives Dekonvolutions-Konzept den Auflösungsbereich bis hin zu 200 nm. Über eingebaute Bildgebungswerkzeuge, die Messungen basierend auf Fluoreszenzlebenszeiten ermöglichen, können so z.B. Fragen zur Auswirkung der zellulären Milieuänderung auf Bakterien selbst oder sogar auf die Menge und Lokalisierung von bakteriellen RNAs oder Proteinen adressiert werden. Mit dem hier beantragten CLSM wird daher ein essenzielles, neues und leistungsstarkes Ersatzgerät eingeführt, um die molekularen Mechanismen von bakteriellen Krankheitserregern und Infektionsprozessen zu untersuchen. Dieses CLSM wird den für Bakterien notwendigen Auflösungsbereich signifikant erweitern, um subzelluläre RNA- und Protein-basierte Regulationsmechanismen zu visualisieren. Die daraus gewonnenen Daten werden unser Verständnis zur Genregulation und Virulenz wichtiger Pathogene entscheidend erweitern und so die Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Ansätze ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Julius-Maximilians-Universität Würzburg
• Leiterin: Professorin Dr. Cynthia Mira Sharma