Schnelles Zwei-Photonen Mikroskop mit konfokaler Einheit für Intravital- und Reflexionsbildgebung

• Fachliche Zuordnung: Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 467868227

Der vorliegende Antrag betrifft ein Zwei-Photonen-Mikroskop nach dem aktuellen Stand der Technik, das in der Lage ist, simultane multichromatische Funktionssignale wie Kalziumereignisse aufzuzeichnen und hochauflösende subzelluläre morphologische Weitwinkelaufnahmen in sich frei verhaltenen Tieren durchzuführen.Die angeforderte Ausrüstung ist von zentraler Bedeutung für die erfolgreiche Etablierung der Forschungsgruppe von Dr. Nicolas Snaidero am Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH) und wird darüber hinaus technische Lösungen für viele gut etablierte Gruppen am HIH und am Centrum für Integrative Neurowissenschaften (CIN) als Teil der virtuellen Bildgebungseinrichtung zwischen diesen Instituten bereitstellen.Tatsächlich verfügen das HIH und das CIN derzeit über mehrere Zwei-Photonen-Mikroskope, die bereits stark genutzt werden und aufgrund erheblicher technischer Einschränkungen für die beschriebenen Projekte nicht geeignet sind. In der Tat machen die in diesem Antrag beschriebenen innovativen Projekte dieses Instrument für die Antragsteller und die gesamte Institution absolut erforderlich.Die wichtigsten wissenschaftlichen Ziele der in diesem Antrag aufgeführten Forschungsgruppen fokussieren sich auf die funktionelle und morphologische Interaktion zwischen Glia-, Epithel-, Immun- und neuronalen Zellen im Gehirn und Rückenmark, aber auch auf die Entwicklung von Organoiden und Organen wie Lunge und Leber. Die fortgeschrittene Zwei-Photonen-Bildgebung wird mit komplexen Modellen, Verhaltensstudien und translationalen Ansätzen kombiniert, um axonale und gliale Pathologien sowie die Migration von Immunzellen in entzündetem Milieu, Plaque Dynamik und Immunmodulation in neurodegenerativen Krankheitsmodellen, Neurotransmitter Freisetzung und Hyperaktivität auf Konnektivität und Gehirnentwicklung zu untersuchen.Um diese Ziele zu erreichen, ist ein Multi-Photonen-Mikroskop erforderlich, das mit zwei Ti: Sapphire-Lasern ausgestattet ist, von denen einer einen erweiterten IR-Bereich bis zu 1300 nm in Kombination mit einem schnellen Resonanz-Tandem-Scanner und leistungsstarken nicht-descannten externen Detektoren aufweist. Die Vielseitigkeit des beantragten Systems mit einstellbarer Anregung / Detektion ermöglicht eine optimale Bildgebung einer großen Auswahl von Fluorophoren, und das adaptive Stage ist mit großen Verhaltenssetups kompatibel. Darüber hinaus ermöglicht die Integration konfokaler Komponenten die gleichzeitige 2P- und spektrale konfokale Reflexionsmikroskopie, um die markierungsfreie Bildgebung der Myelinscheide mit der intravitalen Bildgebung zu kombinieren. Schlussendlich bietet die Möglichkeit, das System zu erweitern, um eine intravitale 2P-Fluoreszenzlebensdauer-Bildgebung durchführen zu können, die einzigartige Möglichkeit, dynamische Anwendungen zu erweitern, insbesondere für Untersuchungen des Stoffwechselzustands und subzelluläre molekulare Veränderungen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Zwei-Photonen Mikroskop mit konfokaler Einheit für Intravital- und Reflexionsbildgebung
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Eberhard Karls Universität Tübingen
• Leiter: Nicolas Snaidero, Ph.D.