Lead
Moderne Fluoreszenzmikroskopie kombiniert mit genetischer Manipulation ist eine schlagkräftige Werkzeugkombination zur Untersuchung biologischer Prozesse. Hier wird mittels einer neuen Photomanipulationseinheit eine fundamentale Limitierung bisheriger genetischer Manipulationen beseitigt - die ungenügende räumliche und zeitliche Kontrolle.

Lay summary

Inhalt und Ziele des Forschungsprojekts

Mittels lokalisierter Lichtaktivierung ermöglichen neueste molekularbiologische Methoden eine hochselektive Proteinmanipulation wobei Proteinfunktionen in Zellen aktiviert, inaktiviert und umprogrammiert und auch deren Lokalisation gezielt verändert werden können. Die hier finanzierte Photomanipulationseinheit produziert eine punktuelle Lichtaktivierung welche Proteinmanipulation mit beispielloser räumlicher und zeitlicher Präzision ermöglicht. Dies kann je nach Bedarf auf sub-zellulärer oder multi-zellulärer Ebene angewendet werden aber auch in ganzen Geweben und Organismen. Die Einheit ist an ein hochmodernes Lichtblattmikroskop gekoppelt. Dieses bietet im Vergleich zu herkömmlichen Fluoreszenzmikroskopen Bilder mit optimaler räumlicher Auflösung in Kombination mit massiv reduzierter Phototoxizität. Dadurch können die Auswirkungen der Proteinmanipulation hochpräzise, über deutlich verlängerte Zeiträume hinweg analysiert werden.

Da der eingesetzte Laser Typ genügend Energie liefert um auch Mikroschnitte an lebenden Zellen und Geweben durchzuführen können zudem Kräfte die auf Zellen und Gewebe wirken oder von diesen produziert werden analysiert werden. Auch hier eröffnen die zeitliche und räumliche Präzision des Systems neue experimentelle Möglichkeiten.

Anfänglich wird die Photomanipulationseinheit benutzt um Gewebeverschlussprozesse in Fruchtfliegenembryonen, kollektive Zellmigration in Fischembryonen, sowie die Entwicklung von Frosch- und Maus- Nierenorganoiden zu untersuchen.

 

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Die durch das Gerät ermöglichten Forschungsansätze dienen der Grundlagenforschung könnten aber längerfristig auch Projekten im Bereich des Gewebeengineerings dienen.