Multiphotonen-Mikroskop

• Fachliche Zuordnung: Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 560645340

Dies ist ein Antrag für den Ersatz unseres 'live imaging' Multiphoton-Mikroskops, das für den methodologischen Fokus des Hiesinger Labors, der Neurobiologie-Abteilung an der FU Berlin, sowie die Forschungsgruppe RobustCircuit (momentan 2022-2025 und in Vorbereitung für den Antrag der zweiten Förderperiode) essentiell ist. RobustCircuit ist ein Forschungsverbund von 13 Gruppenleiter*innen mit dem gemeinsamen Ziel, die Rolle impräziser Entwicklungsprozesse für die Robustheit neuronaler Schaltkreise zu verstehen. Alle Projekte nutzen Drosophila als Modellsystem. Von den 9 komplementären Forschungsprojekten in der Forschungsgruppe, benötigen 8 Langzeit-hochauflösendes 'live imaging' der Entwicklungsdynamik im Fliegengehirn. Bislang wird das gesamte Entwicklungs-'live imaging' der Forschungsgruppe auf einem Multiphotonen-Mikroskop des Hiesinger-Labors durchgeführt, das 2014 angeschafft wurde. Dieses Mikroskop ist in kontinuierlicher Nutzung an ~140 von 168 Stunden die Woche, aufgrund der Natur der Langzeit 'live imaging' Experimente. Während einer geplanten 2. Förderperiode von RobustCircuit von 2026-2029 wird dieses Mikroskop 12-16 Jahre alt sein und weder der Hersteller noch die Freie Universität Berlin können die Funktion über diesen Zeitraum absichern oder garantieren. Die kontinuierliche Verfügbarkeit für 'live imaging' der Fliegengehirnentwicklung ist essentiell für die laufende Forschung der antragstellenden Arbeitsgruppen und des RobustCircuit Konsortiums (idealerweise in einer 2. Förderperiode, aber auch unabhängig davon). Mikroskop-Zeit ist zu einem limitierenden Faktor für mehrere RobustCircuit-initiierte Projekte geworden, inkl. von vier AGs an der FU Berlin sowie den kollaborierenden Gruppen. Obgleich wir also das alte Mikroskop ersetzen wollen und müssen, planen wir doch die parallele Nutzung solange wie dies möglich ist. Die spezifische Anwendung des beantragten Gerätes ist 'multi-Kanal Lebend-Bildgebung' der Gehirnentwicklung mit der Auflösung individueller filopodialer Dynamik und Synapsenbildung im intakten Drosophila-Gehirn. Dies ist eine tiefgehend etablierte Anwendung der Multiphotonenmikroskopie im Hiesinger Labor, die minimale Phototoxizität über 24 Stunden kontinuierlicher Bildgebung in mindestens zwei Kanälen in kleinen Regionen in einer Tiefe von 50-100 Mikrometer erfordert. Diese Anforderungen unterscheiden sich von der weit verbreiteten Anwendung der Multiphotonenmikroskopie für funktionelles 'Calcium-imaging', das optimiert ist für schnelle Bildgebung in einem Kanal über kürzere Zeiträume. Im Vergleich, unsere Langzeitbildgebung der Gehirnentwicklung erfordert mehr als einen Kanal mit separaten Parameter-Einstellungen bei höherer räumlicher und geringerer zeitlicher Auflösung. Unsere Wahl für das neue Mikroskop basiert auf eingehenden Tests von drei Mikroskopen mit unseren eigenen Lebendpräparaten, sowie unserer jahrelangen Erfahrung mit dieser Art von 'live imaging'.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Multiphotonen-Mikroskop
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Freie Universität Berlin
• Leiter: Professor Dr. Peter Robin Hiesinger