Echtzeit-metabolisches Analysegerät

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 515275155

Mitochondrien sind essentielle Organellen eukaryotischer Zellen, die vor allem für die Generation von ATP bekannt sind. Ihre zentrale Funktion im Energiestoffwechsel und in vielen weiteren Biosynthesewegen macht die Untersuchung von Mitochondrien für das Verständnis zellulärer Funktionen so wichtig. Aktuelle Studien haben gezeigt, dass Mitochondrien nicht isolierte, autonome Einheiten sind, sondern mit dem Rest der Zelle durch Signalwege und über physikalische Kontaktstellen mit anderen Zellorganellen in Verbindung stehen. Diese neuen Erkenntnisse unterstreichen die Notwendigkeit Mitochondrien im globalen zellulären Kontext zu untersuchen. Bisher wurden vor allem biochemische in vitro and und in organello Versuche an isolierten Mitochondrien durchgeführt, um Erkenntnisse über mitochondriale Funktionen zu gewinnen. Diese Untersuchungen müssen nun dringend um in vivo Analysen erweitert werden, um ein umfassendes Bild der physiologischen Funktion der Mitochondrien zu erhalten und auch um pathophysiologische Veränderungen im zellulären Kontext zu verstehen. Diese Notwendigkeit mitochondriale Funktionen global zu analysieren hat zu einem hohen Bedarf an metabolischen Analysen in lebenden Zellen geführt. Darüber hinaus hat die Untersuchung der Kontaktstellen zu anderen Organellen und die hohe Dynamik des mitochondrialen Netzwerkes, eine hohe Nachfrage nach fortschrittlicher Bildgebung lebender Zellen hervorgebracht. Am Zentrum für Molekularbiologie der Universität Heidelberg, dem Institut für Anatomie und Zellbiologie und dem Biochemiezentrum untersuchen mehrere Gruppen die Rolle von Mitochondrien und den zellulären Stoffwechsel. Die Arbeiten umfassen die Analyse der mitochondrialen und zellulären Proteostase, metabolische Änderungen während der Differenzierung von Zellen, und auch das Manipulieren von neuronalen Zellen und deren Konsequenz auf den mitochondrialen Stoffwechsel. In all diesen Projekten wird die Analyse des zellulären Metabolismus und zentraler mitochondrialer Funktionen dringend benötigt. Wir beantragen ein metabolisches Analysegerät, das, in Kombination mit einem kompatiblen multi-modalen Bildgebungsgerät, den Metabolismus und eine Vielzahl weiterer mitochondrialer Parameter in lebenden Zellen in Echtzeit misst. Das metabolische Analysegerät und das gekoppelte multi-modale Bildgebungsgerät können bis zu 96 Proben parallel vermessen, was das schnelle Untersuchen einer Vielzahl verschiedener Bedingungen ermöglicht. Beide Instrumente werden mit der gleichen Software betrieben, die leicht zu bedienen ist, und eine schnelle Schulung der MitarbeiterInnen sowie eine einfache Handhabung und Wartung ermöglicht. Die metabolischen und Bildgebungsanalysen werden eine große Anforderung der Gruppen, die an Mitochondrien und metabolischen Fragestellungen am ZMBH und an den benachbarten Instituten arbeiten, erfüllen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Echtzeit-metabolisches Analysegerät
• Gerätegruppe: 3560 Warburg-Apparaturen, Zellstoffwechsel-Analysengeräte
• Antragstellende Institution: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
• Leiterin: Professorin Dr. Friederike-Nora Vögtle