Konfokales Laser Scanning Mikroskop (CLSM) mit Fluoreszenzlebenszeit Detektion (FLIM)

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497669232

Protein/Protein oder Protein/Nukleinsäure (DNS oder RNS) Interaktionen spielen eine zentrale Rolle im Verständnis komplexer zell- und molekularbiologischer Netzwerke. Kolokalisationsstudien zwischen zwei oder mehreren potentiellen, fluoreszenmarkierten Interaktionspartnern ergeben Hinweise auf mögliche Interaktionen, sind jedoch lichtoptisch begrenzt (250 nm lateral, 500 nm axial oder mit Dekonvolution 125 nm lateral, 200 nm axial). Um räumliche Nähe bzw. Kolokalisation von molekularen Interaktionen (Abstände < 10 nm) – im Idealfall dynamisch – zu unterscheiden, soll mit dem hier beantragten Gerät FLIM-FRET (Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie/Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy - Förster Resonanz Energie Transfer) in der Mikroskopie und Histologie Core Facility (MHCF) des IMB etabliert und zu Messungen herangezogen werden. Mittels FLIM wird die mittlere Lebenszeit eines Fluorophores im angeregten Zustand gemessen. Diese wird durch die lokale Umgebung (z.B. pH, Temperatur) und Energietransfer-Prozesse zwischen Interaktionspartnern/Molekülen beeinflusst. Durch FLIM steht den Wissenschaftlern ein präzises Werkzeug zur Verfügung um zweifelsfrei FRET über die Änderung der Fluoreszenzlebensdauer der Interaktionspartner (Donormolekül) zu detektieren. Das Institut für Molekulare Biologie (IMB) betreibt sehr gut ausgestattete Core Facilities (CF), welche von Wissenschaftler:innen am Institut aber auch von allen anderen Wissenschaftler:innen in Mainz genutzt werden können. Die MHCF bietet Zugang zu verschiedenen Mikroskopiesystemen. Technologieentwicklungen im Bereich konfokaler Mikroskopie haben Neuerungen gebracht, die wir gerne unseren Nutzer:innen anbieten wollen. Zum Beispiel hat sich bei der Dekonvolution mit der besseren Verbindung von Software und Hardware (speziell entwickelte Grafikkarten) einiges getan, so dass Dekonvolutionen fast „on-the-fly“ möglich sind. Aber auch im Bereich der Lasertechnik und der Detektoren gibt es signifikante Verbesserungen. Mit der FLIM Technik können wir neben verbesserter Bildqualität (Entfernung von Autofluoreszenz) oder der Unterscheidung von Fluorophoren mit spektraler Überlappung, zusätzlich quantitative Aussagen über molekulare Interaktionen oder dem Zellstatus anhand von FLIM-FRET Sensoren treffen.Das hier beantragte konfokale Laser-Scanning-Mikroskop mit Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie (FLIM) soll die beiden bereits 10 Jahre alten konfokalen Mikroskope in der CF ersetzen, um den Wissenschaftler:innen am IMB, der Universitätsmedizin und der Johannes Gutenberg-Universität, den Zugang zu neuester Technik auf dem Gebiet der konfokalen Mikroskopie für ihre Forschung und Lehre zu ermöglichen. Die bisherigen Systeme wurden zuletzt über 2.000 Stunden pro Jahr genutzt und sind unsere „Arbeitspferde“. Wir planen zur Entlastung ein altes konfokales System weiterzubetreiben.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konfokales Laser Scanning Mikroskop (CLSM) mit Fluoreszenzlebenszeit Detektion (FLIM)
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
• Leiterin: Dr. Sandra Ritz