10.06.2015

Mikroskop jagt Chamäleon-Proteine

Mikroskop jagt Chamäleon-Proteine

Forscher entwickelten eine Mikroskopie-Methode, die erstmals in lebenden Organismen individuelle Zellen innerhalb einer komplexen, dreidimensionalen Zellstruktur sichtbar macht. Damit gelang es den Wissenschaftlern, spektakuläre Mikroskopiebilder vom Nervensystem eines lebenden Zebrafisches zu machen.

Kombination zweier Laser
Eine spezielle Klasse von fluoreszierenden Proteinen ändert ihre Farbe, wenn man sie mit Laser-Licht einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt. Mit blauem Licht leuchten sie grün, bei intensivem violetten oder ultravioletten Licht wechseln sie ihre Farbe nach Rot.

Bestrahlt man das Protein gleichzeitig mit blauem und rotem Licht, so ändert es ebenfalls seine Farbe nach Rot. Für diese Kombinationsbestrahlung reicht eine geringe Lichtintensität aus, Zellen werden damit – anders als bei sehr intensiver violetter oder ultravioletter Bestrahlung – nicht geschädigt.

Die Forscher hatten in der Folge eine Idee, wie man diese Kombinationsbestrahlung in der Lichtmikroskopie nutzen kann. Fluoreszierende Proteine kommen dort zum Einsatz, um ganze Zellen, präzise Zellstrukturen oder einzelne Moleküle sichtbar zu machen. Die Entdeckung ermöglicht es nun erstmals in einem lebenden Organismus, eine an einem gewünschten Ort liegende Zelle oder Moleküle farblich hervorzuheben, und gleichzeitig mit einer anderen Farbe die Gesamtheit der Zellen oder Moleküle sichtbar zu machen.

Dazu benötigt man einen einfachen und kostengünstigen Farbfilter. Er kann mit herkömmlichen Konfokal-Laser-Mikroskopen verwendet werden, wie es sie in vielen biomedizinischen Forschungseinrichtungen gibt. Zwischen Laserquelle und Untersuchungsobjekt montiert, teilt der Filter das Laser-Licht in blaue und rote Teil-Strahlen, die sich auf einen winzigen Brennpunkt im Untersuchungsobjekt fokussieren.

Bewegte Prozesse
Einzelne Nervenzellen sichtbar machen zu können, ist beispielsweise für die präzise Kartierung des Gehirns von großer Bedeutung. Weil sich die neue Technik für einzelne Zellen in lebenden Organismen eignet, könne man damit auch dynamische Prozesse untersuchen, zum Beispiel den Einfluss von pharmazeutischen Wirkstoffen auf Zellen oder Moleküle. Oder es ließe sich damit etwa die Embryonalentwicklung detaillierter untersuchen.


Mehr Informationen:
www.ethz.ch

 
 
 
 
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