Quantitatives konfokales Hoch-Durchsatz Spinning-Disk Mikroskop

• Fachliche Zuordnung: Biologische Chemie und Lebensmittelchemie
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 512574446

Zur weiteren Ausstattung des in Gründung befindlichen Infrastrukturzentrums Frankfurt Center for Innovation & Technologies (FCiT; Arbeitstitel) wird ein Konfokales Spinning-Disk Mikroskop für Hochdurchsatzanalysen beantragt. Im FCiT sollen mehrere lebenswissenschaftlich und biomedizinisch orientierte Geräte in verschiedenen Kategorien zusammengeführt und gemeinsam betrieben werden. Die Geräte bedienen insbesondere die Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und präklinischer Forschung und schaffen die technologische Basis verschiedener Verbundprojekte. Dazu gehören das Structural Genomics Consortium (SGC, seit 2017), die Innovative Medicine Initiative EUbOPEN (seit 2020), die Cluster-Initiative ENABLE (seit 2021) und das Zukunftscluster PROXIDRUGS (seit 2021). Im Gegensatz zu klassischen zellbiologischen Projekten, in denen einzelne zelluläre Strukturen mittels hochauflösender konfokaler Mikroskopie untersucht werden (Technologien u.a. durch das Frankfurt Institute For Advanced Light Microscopy (FCAM) bereitgestellt), benötigen die oben genannten Verbundprojekte einen wesentlich höheren Durchsatz (Hardware) und entsprechend optimierte und automatisierte Analysemöglichkeiten (Software). Besonders die automatisierte mikroskopische Analyse von Zellkulturzellen in Mikrotiterplattenformaten sind hier entscheidend. Im Technologiebereich Cellular & Phenotypical Screening (Leitung: Dr. Alexandra Stolz) werden chemische Bibliotheken in Zell-basierten medium- bis high-throughput Analysen mikroskopisch untersucht. Analysen beginnen bei der Untersuchung einzelner chemischer Stoffe in verschiedenen Konzentrationen und reichen bis zu Screens verhältnismäßig großer chemischer Bibliotheken (z.B. FDA approved drug library; ~3.000 cpds). Weiterführende mikroskopische Analysen werden im Anschluss in Zusammenarbeit mit dem FCAM durchgeführt. Das hier beantragte automatisierte konfokale High-Content Screeningmikroskop mit spezifischer Software kann fixierte Zellen/Gewebe sowie Lebendkulturen in verschiedensten Plattenformaten in quantitativer Langzeitmikroskopie semi-automatisiert scannen und die gewonnenen Daten mittels intelligenter, benutzerspezifischer Logarithmen und Analyseprotokollen prozessieren. Die Ausstattung für das Screeningmikroskop beinhaltet u.a. mehrere Laser und Filterkombinationen, Objektive, eine Hochleistungskamera, Temperatur- / Gasregulation der Inkubationskammer, sowie mehrere Software-Pakete zur automatisierten Bildanalyse. Der Anwendungsbereich des Geräts beinhaltet verschiedenste Mikroskopie-basierte Techniken zur Analyse von 2D und 3D kultivierten Zellen sowie Geweben, u.a. notwendig für Lokalisationsstudien, Morphologiestudien, Screens zur Identifizierung, Charakterisierung und Validierung chemischer Verbindungen (Wirkstoffsuche; PROTACs; small molecules), Studien zur Identifikation veränderter zellulärer Signalwege, Protein-Protein-Interaktionen, Degradationsstudien zelleigener Proteine und Zellcharakterisierung (cellomics).

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Quantitatives konfokales Hoch-Durchsatz Spinning-Disk Mikroskop
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Goethe-Universität Frankfurt am Main
• Leiterin: Dr. Alexandra Stolz