Quelle: Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk

Durchblick mit Fluoreszenz

Supermikroskop macht lebende Zellen sichtbar

Polnische Wissenschaftler stoßen die Tür zu neuen Therapien auf

Forscher der Polnischen Akademie der Wissenschaften (IPC PAS) haben chemische Reaktionen in extrem kleinen Volumina sichtbar gemacht. Sie können beobachten, wie genau sich Moleküle bewegen, wenn zwei oder mehr Stoffe miteinander reagieren. Zuvor hatten sie bereits die Vorgänge in lebenden Zellen erforscht. Jetzt wurde das Verfahren auf die Beobachtung der Vorgänge in Organellen ausgedehnt, das sind bestimmte Regionen innerhalb der Zellen, etwa der Zellkern.

Wir beschäftigen uns schon seit langer Zeit mit den Vorgängen in lebenden Zellen

Robert Holyst

Die Experten haben die Modifikation eines Mikroskops genutzt, das vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen entwickelt wurde. Es handelt sich um ein Fluoreszenzmikroskop. Die Objekte, die beobachtet werden, lassen sich nicht im klassischen Sinn "sehen". Sichtbar wird Licht, das das Objekt abstrahlt, wenn es von außen angestrahlt wird. Den dazu benötigten Laser lieferte das Berliner Unternehmen PicoQuant.

Die chemischen Vorgänge innerhalb von Zellen und Organellen bergen noch viele Geheimnisse. Mit der neuen Mikroskoptechnik könnten sie Zug um Zug gelüftet werden. "Wir beschäftigen uns schon seit langer Zeit mit den Vorgängen in lebenden Zellen", sagt Robert Holyst vom IPC PAS. Es bestehe ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Bestandteilen, die bereits eine Reaktion eingegangen sind und denen, die noch ursprünglich sind. Dabei geht es um unvorstellbar kleine Räume. Sie entsprechen einigen Dutzend Attolitern - ein Attoliter entspricht dem Milliardstel eines Millardstel Liter. Entsprechend fein muss der Laserstrahl sein, der die Probe anregt, Licht zu emittieren.

Methode mit STED-Mikroskopen

Wenn man wisse, wie fein der Fokus des Laserstrahls ist und wie lange die zuvor mit entsprechenden Farbstoffen präparierte Probe Licht emittiert, könne man die Geschwindigkeit von Reaktionen vor dem Hintergrund geeigneter theoretischer Modelle ermitteln, sagen die Forscher. Die Messmethode lasse sich mit kommerziell hergestellten STED-Mikroskopen adaptieren. Es müsse lediglich die Technik verändert werden, mit der die Daten ausgewertet werden. Das eröffnet den Weg zu einem besseren Verständnis dessen, was in den Zellen vor sich geht. Damit kommen neue Therapien für heute noch nicht heilbaren Krankheiten in Sicht.


Quelle: Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk/pressetext

13.02.2018

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