Inverses Multiphotonen-Mikroskop
Final Report Abstract
Die Core Facility Live Cell Imaging Mannheim (LIMA) bietet die konfokale und Multiphotonen Laserscanning-Mikroskopie und zugehörige Leistungen am Zentrum für Biomedizin und Medizintechnik Mannheim (CBTM) der Medizinischen Fakultät Mannheim an. In den ersten drei Jahren seit Inbetriebnahme des Großgerätes standen die Etablierung einer effektiven und nutzerfreundlichen Organisationsstruktur, sowie die wissenschaftliche und technische Unterstützung der Nutzer in der Aufbereitung der Proben sowie im fundierten Training an den Geräten im Mittelpunkt. Wissenschaftler und Studierende aus den Arbeitsgruppen der Antragssteller des Großgeräteantrages, der Neurophysiologie, Neuroanatomie, (mikro-) vaskulären Biologie, Tumorbiologie, Zell- und Molekularbiologie, der Zell- und Immuntherapie, der kardiovaskuläre Physiologie, sowie weiteren Instituten der Fakultät, der Strahlenbiologie und Dermatologie, führen ihre Experimente an dem Gerät durch. Ein einheitliches Nutzungskonzept wurde in Zusammenarbeit mit dem Beirat der Core Facility erarbeitet und beschlossen, das für interne und externe Nutzer den Zugang zu den Instrumenten regelt. Die Core Facility LIMA ist weiterhin im Katalog des DFG Informationsportals für Forschungsinfrastrukturen „RIsources“ als anerkannte zentrale Einheit für Mikroskopie registriert. Das Kombinationsgerät, bestehend aus jeweils einem konfokalen und einem Multiphotonen Modul an einem inversen Stativ, ermöglicht sowohl konventionelle konfokale Applikationen, als auch die Darstellung von Fluoreszenz durch Multiphotonenanregung mit einer hoher Eindringtiefe in Proben und intrinsische Darstellung verschiedener Strukturproteine (z.B. Kollagen, Myosin) durch Frequenzverdopplung (Second-Harmonic-Generation). Im Fokus stehen hier Methoden rund um die Lebendzellmikroskopie. In akuten Hirnschnitten und in neuronalen (organotypischen-) Kulturen werden pharmakologische Untersuchungen mittels intrazellulärer Kalziummessungen durchgeführt. In vivo Langzeitaufnahmen und Zellablationsexperimente im sich entwickelnden Zebrabärblingembryo und weiteren lebenden Proben können unter physiologischen Bedingungen durchgeführt werden. Dynamische Vorgänge innerhalb der Zelle und Zellorganellen, wie der intrazelluläre Vesikeltransport und die Sortierung von Molekülen, können verfolgt werden. Weiterhin kommen hier biophysikalische Analysen zur Bestimmung von Protein-Protein Interaktionen, Bindungs- und Diffusionsraten und Bestimmung des Anteils mobiler Molekülfraktionen mittels FRET und FRAP zur Anwendung. Vorgänge können mit hoher und zeitlicher Auflösung und leistungsstarken Detektoren erfasst und abgebildet werden. Mehrfarbige Proben können mit Hilfe eines akusto-optischen Beam Splitters spektral präzise aufgetrennt und dargestellt werden. Das Instrument stellt in der gegeben Konfiguration ein Maximum an Flexibilität und Nutzerfreundlichkeit um das erforderte breite Applikationsspektrum abzudecken. Weiterhin bietet die Core Facility Unterstützung in der Auswertungen und Interpretation der Bilddaten mit Hilfe entsprechender Analyseprogramme. Bisherige Ergebnisse lieferten Einblicke in die Formation habenulärer Netzwerke im sich entwickelnden Hirn des Zebrabärblings. In vivo time-lapse Studien konnten zeigen, dass ein Informationsaustausch über Kommissurenbahnen zwischen beiden Hirnhemisphären essentiell ist um eine regelhafte Formation der Habenula zu gewährleisten. Ein genomweiter in vivo RNAi Screen in Drosophila konnte mittels immunhistochemischer Analyse der Zytoarchitektur des Follikelepithels in den Mutanten eine Reihe von Genen identifizieren, die die Entwicklung epithelialer Gewebe kontrollieren. Eine weitere Studie konnte anhand der immunhistochemischen Charakterisierung des frühen Phänotyps endothelialer Vorläuferzellen aus Nabelschnurblut deren Schlüsselrolle während der Tumorangiogenese und damit verbunden deren krebstherapeutisches Potential aufzeigen.
Publications
- "Recruitment of human cord bloodderived endothelial colony-forming cells to sites of tumor angiogenesis." Cytotherapy. 2013 Jun;15(6): 726-39
Bieback K, Vinci M, Elvers-Hornung S, Bartol A, Gloe T, Czabanka M, Klüter H, Augustin H, Vajkoczy P
(See online at https://doi.org/10.1016/j.jcyt.2013.01.215) - "A genome-scale in vivo RNAi analysis of epithelial development in Drosophila identifies new proliferation domains outside of the stem cell niche." J Cell Sci. 2014 Jun 15;127 (Pt 12): 2736-48
Berns N, Woichansky I, Friedrichsen S, Kraft N, Riechmann V
(See online at https://doi.org/10.1242/jcs.144519)
