CryoCLEM Probentransferlösungen zur nachhaltigen Nutzung von Kryomikroskopen

• Antragsteller: Dr. Roland Thünauer
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566291588

Korrelative Licht- und Elektronen-Kryomikroskopie (cryoCLEM) bietet die einzigartige Möglichkeit, biologische Mechanismen durch die Auflösung von Proteinstrukturen direkt in Zellen zu entschlüsseln, indem die Vorteile der Lichtmikroskopie mit denen der Elektronen-Kryomikroskopie (cryoEM) kombiniert werden. In den letzten Jahren wurden die Technologien für cryoEM und die Licht-Kryomikroskopie erheblich verbessert, was zu einer raschen Einführung neuer Geräte durch Hersteller führte. Dies hat jedoch auch zur Einführung vieler verschiedener Probenhalterstandards geführt, die mit Geräten von Wettbewerbern und/oder älteren Gerätegenerationen inkompatibel sind. Die Integration von Kryomikroskopen, die in der Regel sehr teuer sind und eine lange Lebensdauer haben, aber auf unterschiedliche Probenhalter angewiesen sind, in einen cryoCLEM-Arbeitsablauf ist zwar möglich, aber in der Praxis sehr schwierig, da es keine Lösungen für den sicheren, sauberen und schnellen Transfer von cryoCLEM-Proben zwischen beliebigen Probenhaltern gibt. Darüber hinaus können bestehende Probenhalterstandards die Auswahl einschränken, wenn ein neues Gerät in einen cryoCLEM-Arbeitsablauf integriert werden soll. Die Umrüstung der Probenhandhabungsmechanik bestehender Mikroskope ist keine Option, da dies sehr aufwändig ist und nur mit intensiver Unterstützung des Mikroskopherstellers durchgeführt werden könnte. Daher schlagen wir vor, eine modulare, offene Kryoprobentransferstation zu entwickeln, die es ermöglicht, Proben zwischen beliebigen Haltern während eines cryoCLEM-Experiments zu transferrieren. Der modulare Aufbau der Transferstation ermöglicht es, sie individuell mit Modulen auszustatten, die passende Andockmechanismen enthalten für Shuttles für die spezifischen Probenhaltertypen, die ein Labor je nach seiner cryoCLEM-Instrumente benötigt. Darüber hinaus können auch Module für den Probentransfer von anderen Kryobildgebungsmodalitäten, wie z. B. der Röntgen-Kryomikroskopie, integriert werden. Die Transferstation wird so konzipiert, dass die Kontamination während des Probentransfers minimiert wird und Proben, die infektiöse Krankheitserreger enthalten, sicher transferiert werden können. Alle Konstruktionszeichnungen und Herstellungsanleitungen werden auf einer Website öffentlich zugänglich gemacht. Darüber hinaus werden wir interessierte Labors und Facilities beraten und unterstützen, sodass diese ihre eigene Version der Transferstation anpassen und herstellen können. Zusammenfassend ermöglicht die modulare Kryotransferstation cryoCLEM-Arbeitsabläufe, die Kryomikroskope verschiedener Generationen und Hersteller einbeziehen, und die auf unterschiedliche Probenhaltertypen angewiesen sind. Auf diese Weise können vorhandene Instrumente länger in Betrieb bleiben und effizienter für cryoCLEM eingesetzt werden. Darüber hinaus können neue Geräte mit einem anderen Probenhalterstandard besser in bestehende cryoCLEM-Arbeitsabläufe integriert werden.

• DFG-Verfahren: Weitere Gerätebezogene Förderung