Superauflösungsmikorskopie durch Einzelmoleküllokalisierung bei kryogenen Temperaturen

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Enderlein
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik ; Biophysik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390890664

Die Superauflösungsmikroskopie hat die optische Mikroskopie revolutioniert. Insbesondere die auf Einzelmoleküllokalisierung beruhenden verfahren PALM und STORM, oder das auf Intensitätsfluktuationen beruhende SOFI, sind sehr populär geworden. In unserem Projekt möchten wir PALM/STORM und SOFI mit der Kryo-Fluoreszenz-Mikroskopie kombinieren, um damit Superauflösungsmikroskopie an schockgefrorenen Proben durchführen zu können, in denen strukturelle Details mit Nanometergenauigkeit fixiert sind. Das eröffnet auch völlig neue Möglichkeiten für eine korrelative Superresolutions-Fluoreszenz- und Elektronen-Mikroskopie. Derzeit ist dabei das größte Hindernis das weitgehende Fehlen geeigneter fluoreszenter Marker mit effizientem optischen Schaltverhalten bei kryogenen Temperaturen. Das betrifft insbesondere das Fehlen geeigneter photoschaltbarer fluoreszenter Proteine (PTFPs). Deshalb ist das zentrale Anliegen des Projektes die Entwicklung und Charakterisierung von PTFTs, welche für eine Anwendung in cryo-SOFI und cryo-PALM optimiert sind, und die Modifikation unseres existierenden Kryo-Fluoreszenzmikroskops, um damit einzelne Moleküle mit Nanometergenauigkeit zu lokalisieren und korrelative Licht- und Elektronenmikroskopie zu ermöglichen. Unser Projekt soll damit einen wichtigen Beitrag für die Weiterentwicklung der Superauflösungsmikroskopie liefern, und für deren Anwendung in Struktur- und Zellbiologie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Privatdozent Dr. Dominique Bourgeois, Ph.D.