3D PALM/STORM Mikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das PALM/STORM Mikroskop wurde zur Darstellung der Lokalisation einzelner fluoreszenzmarkierter Proteine mit einer Auflösung von etwa 20-25 nm genutzt. Die Auflösungsgrenze eines herkömmlichen Lichtmikroskops liegt bei etwa 200 nm, je nach Wellenlänge. Das Lokalisationsmikroskop wurde hauptsächlich genutzt, um die Proteinstrukturen einzelner oder mehrerer Proteine innerhalb der Bakterien Bacillus subtilis und Corynebacterium glutamicum aufzulösen. Durch die Daten konnten bedeutende Beiträge zum Verständnis der räumlichen und zeitlichen Lokalisation der jeweiligen Proteine, was Rückschlüsse auf deren Funktion und Assemblierung zulässt. So konnten wir die Lokalisation von Proteinen des Min-Systems aus B. subtilis analysieren. Das Min-System ist für die korrekte Zellteilung des Bakteriums wichtig. Durch eine Clusteranalyse konnten wir zeigen, dass die Proteine lokale Cluster formen. Des weiteren wurden Aufnahmen mit Kollaborationspartner gemacht, die mit verschiedensten Organismen arbeiten (z.B. Trypanosoma brucei, Magnetospirillum gryphiswaldense, Escherichia coli) um verschiedene Fragen zu beantworten (Co-/localisation von mehreren Proteinen, Clusterund Strukturanalyse von Filament-bildenden Zytoskeltt-Proteinen, quantitative Studien). Einige dieser Projekte haben einen essentiellen Beitrag geleistet und stehen kurz vor der Veröffentlichung. Es wurden dafür nicht nur Fluorophore, sondern auch künstliche Farbstoffe genutzt (dSTORM). Neben Struktur- und Lokalisationsstudien wird das Mikroskop zudem seit einem halben Jahr zur Live-Verfolgung (smtPALM) einzelner Moleküle/Proteine genutzt, um Studien über die Dynamik von Proteinen zu erstellen. smtPALM ist ein hervorragendes Werkzeug mit dem man die Position und Geschwindigkeit eines Proteins innerhalb einer lebenden Zelle erfassen kann. Dies ermöglicht Rückschlüsse über verschiedene Populationen des Proteins, Diffusionskonstanten, Bindungsdynamiken, aber auch Quantitäten. Alle genannten Ergebnisse können nur mit diesem oder einem vergleichbaren System erhoben werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2019) DNA-binding directs the localization of a membrane-integrated receptor of the ToxR family. Communications biology 2 4
Brameyer, Sophie; Rösch, Thomas C.; El Andari, Jihad; Hoyer, Elisabeth; Schwarz, Julia; Graumann, Peter L.; Jung, Kirsten
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Novel Chromosome Organization Pattern in Actinomycetales-Overlapping Replication Cycles Combined with Diploidy. MBio.
Böhm K, Meyer F, Rhomberg A, Kalinowski J, Donovan C, Bramkamp M
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Sample Preparation and Choice of Fluorophores for Single and Dual Color Photo-Activated Localization Microscopy (PALM) with Bacterial Cells. Methods Mol Biol.
Bach JN, Giacomelli G, Bramkamp M
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Optimization of sample preparation and green color imaging using the mNeonGreen fluorescent protein in bacterial cells for photoactivated localization microscopy. Sci. Rep. 8, 10137 (2018)
Stockmar I, Feddersen H, Cramer K, Gruber S, Jung K, Bramkamp M, Shin JY
