3D und schnelle Bildgebung: Antrag 2: Konfokales Spinning-Disk-Mikroskop mit Laserablation

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563423842

Wir beantragen ein integriertes Bildgebungssystem durch zwei Anträge für zwei komplementäre Mikroskope. Antrag 2 beinhaltet ein konfokales Spinning-Disk-Mikroskop mit Fotomanipulationsfunktion, einschließlich Laserablation. Zentrale Forschungsziele [identisch für Anträge 1 und 2]: Dieser Antrag vereint unsere Expertise im interdisziplinären Rahmen von "Entwicklung, Gesundheit und Öko-Interaktionsdynamik" mit neuen Forschungsrichtungen, die sich aus der gemeinsamen Arbeit unserer Forschungssysteme ergeben (11 Insektenarten und der Frosch Xenopus). Entwicklungsbiologisch umfasst dies die Regulation der Morphogenese und die Rolle der wichtigsten Signalwege, Transkriptionsfaktoren und nachgeschalteten Effektorproteine für die Keimbahnentwicklung und Embryogenese. Die zu erwartenden Forschungserkenntnisse, ergänzt durch evolutionäre Vergleichsanalysen, sind wichtig für das Verständnis von bestimmten Geburtsfehlern, auch beim Menschen, und für das Verständnis von Entwicklungsprozessen, die der biologischen Vielfalt von Insektenarten zugrunde liegen. Im Einklang mit einer wachsenden kritischen Masse an der Universität Hohenheim befasst sich dieser Antrag auch mit Pflanzen-Insekten-Interaktionen und konzentriert sich darauf, wie Insekteneier mit ihrer Eiablageumgebung auf molekularer und zellulärer Ebene interagieren. Diese beiden Hauptschwerpunkte bündeln auch unsere Forschungsthemen im Bereich Immunität und Gesundheit zu Reaktionen auf Verletzungen, Infektionen und chemische Abwehrwechselwirkungen. Beschreibung des Geräts: Wir benötigen ein konfokales Spinning-Disc-Mikroskop für die schnelle, hochauflösende Bildgebung großer Sichtfelder, die den Fokus vieler unserer Morphogeneseuntersuchungen auf Gewebeebene berücksichtigt. Dies geht einher mit dem Bedarf an hochpräziser Fotomanipulation, insbesondere Laserablation (sowie Fotokonvertierung und FRET). Diese Eigenschaften werden unsere Forschung zu folgenden Themen unterstützen: (a) Reaktionen auf DNA-Schäden; (b) Rückstoßgeschwindigkeitstests der Gewebespannung; (c) gewebe- und stadienspezifische Reepithelisierungsdynamik nach Verwundung; und (d) Wundreaktionsverhalten durch lebende Blattgewebeexplantate sowie Insektenmakrophagen (Hämozyten) und Lamellozyten. Viele dieser Forschungsrichtungen umfassen räumlich-zeitliche Skalen vom subzellulären Bereich (Zellverbindungsproteinkomplexe und Zytoskelettregulatoren) bis hin zu großen Gewebefeldern und von Millisekunden bis zu >24 Stunden. Wir sind auch an robusten statistischen Analysen von biologischen Prozessen interessiert, die wahrscheinlich starken stochastischen Schwankungen unterliegen. Daher benötigen wir eine Spinning-Disc-Konfiguration für eine schnelle Erfassung mit geringer Phototoxizität sowie für die gekachelte Erfassung großer Gewebe und die parallele Live-Bildgebung mehrerer biologischer Proben.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: 3D und schnelle Bildgebung: Antrag 2: Konfokales Spinning-Disk-Mikroskop mit Laserablation
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Universität Hohenheim
• Leiterin: Professorin Dr. Kristen Panfilio