Automated Multiplex Live Cell Imaging System

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533907460

Die quantitative Analyse des Zellverhaltens in Echtzeit über längere Zeiträume erlaubt bemerkenswerte Einblicke in die physiologische Relevanz von intrazellulären Prozessen und stellt eine ideale Ergänzung zu detaillierten biochemischen und High-Throughput-Omics-Studien dar. Bis vor Kurzem war die Aussagekraft dieser Analyseverfahren stark limitiert bedingt durch einen häufig zeitlich begrenzten Zugang zu Imaging-Systemen, experimentellen Artefakten bedingt durch den Einfluss der Messungen auf das Zellverhalten und der für Experten ausgelegten Analysesoftwareoptionen. Die neueste Entwicklung von automatisierten Live-Cell-Imaging-Systemen ermöglicht es uns, eine Vielzahl an zellulären Prozessen wie Zellstoffwechsel, Redoxverhalten, Differenzierung, Proliferation, Zellzyklusdynamiken, Zellbewegung und sogar die Formung von Organoiden und Sphäroiden in Echtzeit und Einzelzellauflösung unter ungestörten Zellkulturbedingungen zu verfolgen. Diese automatisierten Multiplex-Live-Cell-Imaging-Systeme können in Kombination mit verschiedensten validierten markierungsfreien, farbstoffbasierten und fluorometrischen Assays zum Einsatz kommen. Zudem erlaubt die Hardware dieser Systeme die schnelle Integration neuer Messungsparameter, sobald neue visuelle oder fluoreszenzbasierte Assays verfügbar werden. Ziel ist es, das beantragte Großgerät als zentrales Gerät im Center for Molecular Biosciences (CoMB) der Universität zu Köln zu etablieren. Das CoMB setzt sich aus Arbeitsgruppen der Institute für Genetik, Biochemie, Biophysik und Botanik zusammen. Es hat das Ziel die zelluläre Physiologie, Stoffwechselprozesse und Lebenszyklen mittels interdisziplinärer Forschung zu erschließen. Die Arbeitsgruppen des CoMB arbeiten auf dem Feld der „zellulären Biochemie“ und nutzen für ihre Forschung hauptsächliche (primäre) Zellkulturen, Organoidkulturen und Systeme zur Zelldifferenzierung. Diese Forschung hat einen hohen Bedarf an zellbasierten Assays mit einem erheblichen Durchsatz. Das in diesem Antrag beschriebene automatisierte Multiplex-Live-Cell-Imaging-System ermöglicht diese Vielfalt an phänotypischen Studien. Zudem können mit dem System eine große Zahl zeitversetzter unabhängiger Versuche (bspw. 6 x 96 Well-Platten) zeitgleich analysiert werden, und es kann folglich dem hohen Bedarf an zellbasierten Assays gerecht werden. Die Anschaffung eines automatisierten Multiplex-Live-Cell-Imaging-Systems wird eine wichtige Ressource für multiple Projekte darstellen und die kooperative Zusammenarbeit der Arbeitsgruppen des CoMBs und des Universitätscampus Köln stärken.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Automated Multiplex Live Cell Imaging System
• Gerätegruppe: 5042 Mikroskope für Hochdurchsatz und Screening
• Antragstellende Institution: Universität zu Köln
• Leiter: Professor Dr. Jan Riemer