Forschung & Entwicklung

Kombination von Licht- und Röntgenmikroskopie

Bisher galt in einer Zelle: Nur was im Licht ist, wird gesehen. Ein neuartiges Mikroskopieverfahren macht sowohl die beleuchtete als auch die dunkle Seite einer Zelle sichtbar.

Ein Team unter der Leitung von Professor Tim Salditt und Professor Sarah Köster vom Institut für Röntgenphysik der Universität Göttingen hat sogenannte Leuchtmoleküle an Zellmoleküle geheftet. Durch das kontrollierte Hell- und Dunkelschalten der Leuchtmoleküle in Teilen des Bilds lassen sich Zellmoleküle trennscharf lokalisieren und ihre Wechselwirkungen darstellen. Um auch die nicht beleuchteten Bestandteile der Zelle abzubilden, arbeitete das Göttinger Team mit einem besonderen Mikroskopieverfahren. Dieses kombiniert ein Lichtmikroskop nach dem STED-Prinzip (Stimulated Emission Depletion), welches den beleuchteten Bereich der Zelle darstellt, mit einem Röntgenmikroskop, welches den nichtbeleuchteten Bereich der Zelle darstellt.

Mit dem neuartigen Röntgen-STED-Mikroskop haben die Forscher Herzmuskelzellen aufgenommen. Die darin enthaltenen Proteinnetzwerke wurden im STED-Modus abgebildet. Diese STED-Aufnahmen konnten dann in die Röntgenaufnahmen der Zelle eingepasst werden. Beide Aufnahmen werden praktisch direkt hintereinander aufgenommen. „Durch die komplementären Kontraste versprechen wir uns ein vollständigeres Verständnis der Kontraktion von Herzmuskelzellen und ihrer Krafterzeugung'', sagt Salditt.

Bei der Konzeption des STED-Mikroskops arbeiteten die Wissenschaftler eng mit dem Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY und der Firma Abberior zusammen. In Zukunft sollen so auch dynamische Prozesse in lebenden Zellen beobachtet werden Die Experimente sind in den Sonderforschungsbereich ‚Kollektives Verhalten weicher und biologischer Materie‘ integriert.

Originalveröffentlichung:

[M. Bernhardt, J.-D. Nicolas, M. Osterhoff, H. Mittelstädt, M. Reuss, B. Harke, A. Wittmeier, M. Sprung, S. Köster, T. Salditt, Correlative microscopy approach for biology using x-ray holography, x-ray scanning diffraction, and STED microscopy, Nat. Commun. 9 (2018), DOI: 10.1038/s41467-018-05885-z]

von mn

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