Austauschbare Fluorophore für die bleichunabhängige, multi-Protein STED-Mikroskopie in ganzen Zellen

• Antragsteller: Professor Dr. Mike Heilemann
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422735238

Die Fluorophor-Bleichung ist eine grundlegende Herausforderung in allen Arten der hochauflösenden Mikroskopie. Im Rahmen der STED-Mikroskopie wurde diese Herausforderung beispielsweise durch die Entwicklung intelligenter bildgebender Verfahren, die das Anregungslicht auf ein Minimum reduzieren, oder durch die Entwicklung neuer, besonders photostabiler Fluorophore gelöst. Unsere Hypothese ist, dass austauschbare Fluorophore ein leistungsfähiges, alternatives Werkzeug zur Realisierung der "bleichunabhängigen" STED-Mikroskopie sind. Unser Ziel ist es, austauschbare Fluorophore zur Abbildung zellulärer Proteine in fixierten und lebenden Zellen zu etablieren. Wir werden dieses Konzept in wichtige Methoden der Proteinmarkierung für die Mikroskopie von Zellen integrieren, d.h. Antikörperfärbung und in situ Proteinmarkierung mit Protein-Tags. Wir schlagen vor, die "bleichunabhängige" STED-Mikroskopie mit Hilfe von Fluorophoren zu etablieren, die reversibel an ihre Zielstruktur binden und sich mit einem (großen) Reservoir austauschen, was zu einem Ersatz von Fluorophoren führt, die während der Bildgebung geblichen wurden. Dieses Konzept erfordert eine schnelle Austauschkinetik der Fluorophore, ein ausreichend großes Reservoir an ungebleichten Fluorophoren und muss gleichzeitig eine hohe Markierungsdichte einer Zielstruktur ermöglichen. Damit wird die Anwendbarkeit der STED-Mikroskopie auf einfache Weise auf Ganzzell-3D-, Mehrfarben- und Langzeit-Lebenszellaufnahmen erweitert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen