Superresolutionsmikroskop zur Lebendzellmikroskopie

• Fachliche Zuordnung: Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514686987

Wir untersuchen zellbiologisch und biochemisch die dynamischen Regulationsprozesse der zellulären Entscheidung zwischen Apoptose und Überleben durch die BCL-2-Proteinfamilie, bei der Änderungen der Proteinkonformationen und Bildung von Multiproteinkomplexen an der äußeren Mitochondrienmembran von übergeordneter Bedeutung sind. Wir untersuchen transienter Proteinkonformationen durch Stabilisierung mit intramolekularen Verbrückungen. Hochauflösende mikroskopische Untersuchungen lebender Zellen sind unerlässlich, um Bildung, Beteiligung an Signalprozessen und Regulation der Multiproteinkomplexe der BCL-2-Familie zu analysieren. Diese Forschung ist auf die intensive Zusammenarbeit der Lebenswissenschaften an der Universität Leipzig in den strategischen interdisziplinären Forschungsprofilbereichen "Molekulare und zelluläre Kommunikation in Therapie und Diagnostik" und "Zivilisations-krankheiten" angelegt. Erkenntnisgewinne mit herausragenden Implikationen für das Verständnis der Homöostase und bedeutsamer Pathologien, wie Tumorerkrankungen, benötigen immer häufiger die Unterstützung durch fortschrittliche Bildgebung lebender Zellen. Deshalb wird für die Forschung auf international-sichtbarem Niveau dringend ein Mikroskop mit der Fähigkeit, die entscheidenden Strukturen an der äußeren Mitochondrienmembran aufzulösen, benötigt. Die Analyse von Dynamik, Anordnung und Substruktur der beteiligten Zellstrukturen und Proteinkomplexe in lebenden Zellen erfordert Superresolutionsmikroskopie. Herkömmliche Mikroskopiemethoden können aufgrund fehlender Auflösung und ungenügendem Signal-Rausch-Verhältnis diesen Beitrag nicht leisten. Die beabsichtigte Anschaffung des Superresolutions-mikroskops wird die Forschungsvernetzung der Arbeitsgruppe in Leipzig entscheidend fördern. Wir beantragen deshalb ein integriertes Mikroskopiesystem, das den hohen Standards an mikroskopischen Untersuchungen entspricht und durch einen standardisierten Arbeitsablauf für alle experimentellen Anforderungen effiziente und einfache Schulung, Betrieb und Wartung ermöglicht. Aufgrund langer Lebendzellaufnahmen (mehrere Stunden) wird das Mikroskop hauptsächlich durch die AG Edlich genutzt. Für die perspektivische Ausrichtung der Forschung unserer Arbeitsgruppe und intensive Kollaborationsvorhaben zur Pathogen-Wirt-Beziehung innerhalb der Veterinärmedizinischen Fakultät wird das Mikroskop in einem Labor der Sicherheitsstufe S2 verortet. Außerdem werden wir den Betrieb des Gerätes nach höchsten Standards durch eine Eingliederung in die exzellente Bioimaging Core Facility (BCF) und damit Gerätauslastung und Datenmanagement sicherstellen. Durch Einbindung in die BCF werden wir einerseits von der hervorragenden Plattform und technischen Unterstützung profitieren und andererseits unsere Expertise im Rahmen von Seminaren und Workshops teilen. Perspektivisch ist geplant, das Gerät in einen Verbundantrag mit dem Ziel, ein DFG-Graduiertenkolleg an der VMF zu etablieren, einzubinden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Superresolutionsmikroskop zur Lebendzellmikroskopie
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Universität Leipzig
• Leiter: Professor Dr. Frank Edlich