200 kV Transmissionselektronenmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426169559

Kommunikation und Informationsaustausch zwischen Zellen wird ganz wesentlich von Multiproteinkomplexen in der Zellmembran bestimmt. Die umfassende Analyse solcher Proteinmaschinerien ist daher die Grundlage zum Verständnis der Funktion von Zellen und Organen und ein zentrales Thema der Life Sciences an der Universität Freiburg sowie dort ansässiger Verbund-Projekte. Das Labor des Antragstellers hat in den letzten fünfzehn Jahren mittels neu entwickelter hochauflösender proteomischer Techniken die Interaktome, die Gesamtheit der Proteinbausteine, einer Reihe nativen Membranprotein-Komplexe und -Netzwerke, sowie ihre zeitliche und räumliche Dynamik entschlüsselt. Die Aufklärung der physiologischen Funktionen dieser komplexen Proteinbeziehungen erfordert den Einsatz eines breiten Spektrums von Methoden im nativen System, wie Elektrophysiologie, fluoreszenzoptische Methoden, Mikro-proteomik und Elektronenmikroskopie (EM). Der EM kommt dabei eine Schlüsselrolle zu, da sie als einzige Technik die subzelluläre Verteilung von endogen exprimierten Proteinen sowie die Untereinheiten-zusammensetzung einzelner Proteinkomplexe quantitativ und mit hoher Ortsauflösung (< 20 nm) bestimmen kann. Neben konventioneller Immuno-EM wird dies durch eine besondere Variante der Gefrierbruchtechnik ermöglicht, bei der die Oberflächen der Proben (Replikate) vorab chemisch stabilisiert und die Membranproteine freigelegt werden (SDS-FRL). Diese anspruchsvolle Technik, die im Labor des Antragsteller etabliert ist, bietet entscheidende Vorteile bei der genauen Quantifizierung, dem empfindlichen Nachweis und der Mehrfachmarkierung von Proteinen. Diese hochauflösende EM-Technik soll weiterentwickelt, und in einer Reihe geförderter und neuer Projekte eingesetzt werden. Diese Projekte untersuchen (1) Biogenese und aktivitätsabhängige Dynamik von Glutamatrezeptoren im Säugergehirn, (2) Aufbau und Funktion nativer TRP-C Kanäle, (3) Aufbau, Funktion und Dynamik der Schlitzmembran von Podozyten der Niere, (4) Zusammensetzung und Dynamik der Protein-Netzwerke von Kalziumkanälen und ihre Regulation durch G-Protein gekoppelte Rezeptoren, sowie (5) die Regulation und subzelluläre Verteilung von Plasmamembran-Ca2+-ATPasen. Wichtige Ziele der Weiterentwicklung der EM- und SDS-FRL-Technik sind die (1) Erhöhung der räumlichen Auflösung (< 10 nm) durch den Einsatz sehr kleiner Goldpartikel, (2) der Einsatz von Mehrfachmarkierungen durch direkt markierte Antikörper und kleinerer Protein-Sonden, sowie (3) die verbesserte Darstellung von Membrankompartimenten. Zur Durchführung dieser Projekt- und Entwicklungsarbeiten ist die Beschaffung des beantragten Transmissions-Ems zwingend erforderlich.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: 200 kV Transmissionselektronenmikroskop
• Gerätegruppe: 5100 Elektronenmikroskope (Transmission)
• Antragstellende Institution: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
• Leiter: Professor Dr. Bernd Fakler