Dr. Nina Schulze, rechts Prof. Dr. Perihan Nalbant bei der Besprechung eines rekonstruierten Zellbildes (Mikrotubuli und Mitochondrien einer kultivierten Krebszelle) vom SIM-Mikroskop
© UDE/Bettina Engel-Albustin

Neues Superresolution-Mikroskop

Zellen entschlüsseln

  • von Jennifer Meina
  • 18.09.2023

Hochauflösende Bilder von Zellen aufnehmen und dadurch dynamische Prozesse im Nanometerbereich verfolgen – das ist am Imaging Center Campus Essen (ICCE) des Zentrums für Medizinische Biotechnologie (ZMB) nun möglich. Hier wird derzeit ein neues hochmodernes Superresolution-Mikroskop für Lebendzellanalysen installiert. Das Ziel der Forschenden der UDE: wichtige Zellprozesse mit sehr hoher räumlicher und zeitlicher Präzision entschlüsseln und damit bedeutende Fortschritte in der biologischen und medizinischen Forschung erzielen – etwa bei der Entstehung und Therapierbarkeit von Krebs.

Das Besondere des neuen Hightech-Geräts: Die sogenannte „Structured Illumination Microscopy“ (SIM) ist hochkomplex. Ein Laser beleuchtet die Probe, während ein sich veränderndes Gitter auf die Probe projiziert wird und mit einer Kamera neun bzw. 15 Bilder aufgenommen werden. Das Ziel ist es, aus diesen Bildern eine hoch aufgelöste Darstellung – auch in 3D – zu rekonstruieren. Dieser Prozess ermöglicht eine doppelt so hohe Auflösung wie bei der üblicherweise eingesetzten Lichtmikroskopie. Das Mikroskop erlaubt zudem eine sehr hohe Aufnahmegeschwindigkeit und ermöglicht so Lebendzell-Analysen wichtiger dynamischer Zellprozesse, wie der Zellteilung oder dem Proteintransport.

Dr. Perihan Nalbant, Professorin für Zellbiologie an der UDE, verbindet mit der Anschaffung vielversprechende Perspektiven: „Die neue Technologie ist für unsere Forschung ein großer Fortschritt. Mit seiner außergewöhnlichen zeitlichen und räumlichen Auflösung werden wir in der Lage sein, bisher unbekannte Details zellulärer Prozesse zu untersuchen und ein tieferes Verständnis für die zugrunde liegenden Mechanismen zu erlangen." Zusätzlich erlaubt das Gerät eine lichtinduzierte Manipulation: Die Forscher:innen können bestimmte Zellbereiche gezielt mit Licht bestrahlen und die Auswirkungen auf zelluläre Aktivitäten in Echtzeit beobachten.

Damit, so Dr. Nina Schulze, Leiterin der Core Facility, „erweitert das Mikroskop perfekt unseren vorhandenen Gerätepark und bietet zahlreiche Möglichkeiten für Projekte am ZMB, einschließlich des SFB1430.“ Im Forschungsfokus steht die Entschlüsselung des Zusammenspiels zwischen molekularen Signalen und den regulatorischen Schaltern, die gemeinsam die Übergänge zwischen definierten Zellzuständen auslösen. Dieses bisher unzureichend verstandene Zusammenspiel ist entscheidend für Zellwachstum und -teilung, aber auch für die Entstehung und Therapierbarkeit von Krebs.

Das 895.000 Euro teure Superresolution-Mikroskop steht zukünftig allen Wissenschaftler:innen des ZMB und darüber hinaus zur Verfügung. Finanziert wurde es vor allem durch DFG- und Landesmittel.

Im Bild: Dr. Nina Schulze und Prof. Dr. Perihan Nalbant (v.l.) bei der Besprechung eines rekonstruierten Zellbildes (Mikrotubuli und Mitochondrien einer kultivierten Krebszelle) vom SIM-Mikroskop.

Weitere Informationen:
www.uni-due.de/icce

Prof. Dr. Perihan Nalbant, Zentrum für Medizinische Biotechnologie, Perihan.nalbant@uni-due.de

Dr. Nina Schulze, Imaging Center Campus Essen (ICCE), Nina.Schulze@uni-due.de

Redaktion: Jennifer Meina, Tel. 0203/379-1205, jennifer.meina@uni.due.de

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