Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop mit FLIM (Teilfinanzierung)

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566642683

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Biochemie II (IBC2) und ihrer Partner an der Goethe-Universität Frankfurt erforschen grundlegende molekulare Prozesse auf dem Gebiert der Biochemie, Zellbiologie und Biomedizin. Ihr Ziel ist es, neue Regulationsmechanismen der selektiven Organellophagie und des Zusammenspiels zwischen Organellen zu charakterisieren sowie die zellulären Stressantworten auf Krankheitserreger, proteotoxische/genotoxische Insulte, Nährstoffmangel und Entzündungen zu untersuchen. Bildgebende Verfahren, insbesondere konfokale Fluoreszenz-Laser-Scanning-Mikroskopie, sind hierbei entscheidend. Aktuell verfügbare Instrumente beschränken sich auf Fluoreszenzintensitätsmessungen in fixierten Zellen mit begrenzter Laser- und Fluorophorauswahl, was hochauflösende Lebendzell- und funktionelle Bildgebung ausschließt. Dynamische Prozesse wie Organellenkontaktbildung, post-translationale Proteinmodifikation, Membranlipidzusammensetzung, Protein-Protein- oder Protein-DNA/RNA-Wechselwirkungen und Kernkondensatbildung erfordern jedoch schnelle, schonende Lebendzellbildgebung mit hoher Auflösung und geringer Phototoxizität, die derzeit nicht möglich ist. Um diese Einschränkungen zu überwinden, soll ein neues konfokales Fluoreszenz-Laser-Scanning-Mikroskop mit einem integrierten Fluoreszenz-Lebensdauer-Imaging (FLIM) Modul angeschafft werden. FLIM wird neue Einblicke in molekulare Interaktionen und zelluläre Dynamiken ermöglichen, die mit den vorhandenen Instrumenten nicht erfassbar sind. Im Gegensatz zur Fluoreszenzintensitätsmessung misst FLIM die Verweildauer eines angeregten Fluorophors im angeregten Zustand. Die Fluoreszenz-Lebensdauer ist eine einzigartige Eigenschaft jedes Fluorophors und wird von dessen Umgebung beeinflusst, beispielsweise durch die Bindung an andere Moleküle oder den pH-Wert. Daher stellt FLIM eine leistungsfähige Methode dar zur Untersuchung von Molekülfunktionen, ihren Wechselwirkungen und der zellulären Umgebung, insbesondere in Kombination mit Förster-Resonanz-Energietransfer (FRET). FLIM ist die Kernanforderung für das neue Mikroskop und wird für die Durchführung der vorgeschlagenen ehrgeizigen Studien benötigt. Zusammen mit einem Weißlichtlaser ermöglicht es die gleichzeitige Abbildung neuer Fluorophorkombinationen und das Extrahieren nahezu superauflösender Informationen aus konfokalen Bildern. Das Mikroskop wird außergewöhnliche Bildqualität, Vielseitigkeit, Benutzerfreundlichkeit und fortschrittliche Datenanalysefunktionen bieten, wodurch ein tieferes Verständnis zellulärer Prozesse ermöglicht wird, das bisher nicht erreichbar war.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop mit FLIM (Teilfinanzierung)
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Goethe-Universität Frankfurt am Main
• Leiterin: Dr. Anja Bremm