STORM/PALM Super-Resolution Mikroskopie System

• Subject Area: Basic Research in Biology and Medicine
• Term: Funded in 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 188364999

Die Visualisierung molekularer und zellbiologischer Prozesse in Zellen stellt eine zentrale und in ihrer Bedeutung wachsende Technik in der molekularen Zellbiologie, Biochemie und den Neurowissenschaften dar. Gepaart mit der Entwicklung neuartiger chemischer und biologischer Fluorophore erlaubt uns die Lichtmikroskopie bislang ungeahnte Einblicke in die Organisation molekularer Prozesse in lebenden und komplexen Systemen. Bisher war hierbei die optische Auflösung aller Lichtmikroskope auf den Bereich oberhalb 200 nm beschränkt, was kein Vordringen in den Bereich makromolekularer Komplexe erlaubte. Allerdings sind die Visualisierung nanoskaliger Proteinkomplexe und molekulare Veränderungen in diesem Größenbereich (z.B. Bildung intrazellulärer Transportvesikel, Membranfusionsprozesse, synaptische Organisation) für das Verständnis biologischer Systeme hoch relevant. Die Photoactivated Localization Microscopy (PALM) sowie die davon abgeleitete Variante der Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM) stellen neuartige Techniken dar, welche auf der Basis der Detektion von Einzelmolekülen eine Erhöhung der optischen Auflösung von derzeit bis zu 20 nm ermöglichen. Ein großer Vorteil der PALM/STORM Mikroskopie ist die prinzipielle Möglichkeit der Detektion mehrerer Farbkanäle mit Nanometer-Auflösung. Dies ist bislang mit keinem anderen kommerziell erhältlichen System möglich. Basierend auf der vorhandenen Erfahrung der Antragsteller im Bereich der hochauflösenden Mikroskopie soll das beantragte PALM/STORM System nunmehr genutzt werden, um neue Einblicke in die räumliche Organisation Clathrin-umhüllter Membrangrübchen und der periaktiven Zone an Synapsen zu erhalten und die endosomale Membranorganisation zu untersuchen. Es soll auch für molekulare Analysen der Design-Prinzipien der aktiven Zone an chemischen Synapsen eingesetzt werden. Darüber hinaus wird das PALM/STORM System als Service Projekt im Rahmen eines in der Vorbegutachtung befindlichen geplanten neuen Sonderforschungsbereichs berlinweit zur Verfügung stehen.“

• DFG Programme: Major Research Instrumentation
• Instrumentation Group: 5090 Spezialmikroskope
• Applicant Institution: Freie Universität Berlin
• Leader: Professor Volker Haucke, Ph.D.