Quantitative Molecular Microscopy

• Subject Area: Cognitive, Systems and Behavioural Neurobiology
• Term: from 2002 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5485646

Der CMPB-Bereich Quantitative Molekulare Mikroskopie (A02) bearbeitet schwerpunktmäßig folgende Themen: (i) Labeling und quantitative Assays, (ii) Quantitative Detektion und (iii) Quantitative Analyse. In der letzten Förderperiode wurden in allen drei Bereichen Fortschritte erzielt. Z. B. wurde eine FRET-basierte Methode zur Messung der intrazellulären cAMP-Konzentration weiterentwickelt, ferner wurden hochauflösende Detektionsmethoden an lebenden Zellen im Gewebe bis zur Messung einzelner Ca2+- Kanal-Cluster (in Haarzellen) vorangetrieben und mit patch-clamp Messungen kombiniert. Es gelang ferner, die Detektion, Lokalisation und Dynamikmessung von Motorproteinen sowohl als Einzelmoleküle in vitro als auch in Zellen von C. elegans und in Hefezellen, wobei insbesondere die Modulationen der Motoren durch assoziierte Proteine untersucht wurden. In der quantitativen Analyse gelang es, ein Verfahren zu entwickeln, das die pixelweise Auftrennung von spektralen Fluoreszenzkomponenten erlaubt, und zwar ohne a priori Kenntnis der zugrundeliegenden Fluoreszenzspektren (so genanntes „blind unmixing“). Ferner wurde eine FRET Analyse entwickelt, die erlaubt, die Konzentrationen beider FRET - Partner und die des Komplexes sowie die FRET-Effizienz quantitativ zu bestimmen. Eine weitere Methode erlaubt, aus Bildserien deren homogenen sowie inhomogenen Hintergrund quantitativ zu bestimmen und bei weiteren Auswertungen zu berücksichtigen. Schließlich erlaubt, das ebenfalls in A02 entwickelte “activity correlation imaging” (ACI), die Darstellung aller Neurone in einem Gewebeschnitt sowie gleichzeitig die Aktivität dieser Neurone zu verfolgen. Für die nächste Antragsperiode ist geplant, a) die drei foci des Bereichs auszubauen, b) die Anzahl der Biophysik-PIs zu erhöhen, insbesondere was die jüngeren Gruppenleiter betrifft, und c) die Kollaborationen zu den anderen Bereichen durch Personalunionen assoziierter Mitglieder zu verstärken.

• DFG Programme: DFG Research Centres
• Subproject of: FZT 103: Molecular Physiology of the Brain
• Applicant Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Co-Applicant Institution: Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie; (Karl-Friedrich-Bonhoeffer-Institut) (aufgelöst)
• Project Heads: Professor Dr. Erwin Neher; Professor Dr. Detlev Schild