Zellulärer Lebensvorgang mit Nanoauflösung


Forschern des Max-Planck- Instituts für biophysikalische Chemie ist es nun mit Hilfe der STED-Mikroskopie gelungen, das erste Video auf der Nanoskala aus dem Inneren einer lebenden Zelle „auf Film“ zu bannen. Mit bis zu 28 Bildern pro Sekunde und einer Auflösung, die bis zu 4-mal besser ist als die herkömmlicher Lichtmikroskope, beobachteten die Forscher schnelle Bewegungen winziger Zellbausteine. Erstmals wurde so die Fortbewegung dicht gepackter, mit Botenstoffen gefüllter Bläschen in Nervenzellen live mit verfolgt.

Mithilfe des STED-Mikroskops gelang es den Wissenschaftlern bereits, einzelne Eiweiß-Komplexe im Abstand von 20 bis 50 Nanometern voneinander getrennt zu sehen - Strukturen, die etwa 1000-mal kleiner sind als ein menschliches Haar. In fast allen diesen Momentaufnahmen waren die Zellen jedoch chemisch fixiert - und somit in ihren natürlichen Lebensvorgängen „eingefroren“. Die lange Belichtungszeit für ein einzelnes Bild erlaubte es nicht, Bewegungen aufzunehmen.

Durch die Entwicklung besonders schneller Aufnahmetechniken für die STED-Mikroskopie gelang es den Wissenschaftlern, auch schnelle Bewegungsvorgänge innerhalb der Zelle direkt „auf Film“ zu bannen. Die Wissenschaftler konnten die Belichtungszeit für eine einzelne Aufnahme so drastisch verkürzen, dass sie Bewegungsvorgänge mit einer Auflösung von 65 bis 70 Nanometern - also 3- bis 4-mal besser als die Beugungsgrenze - in Echtzeit einfangen. Als Untersuchungsobjekt dienten den Forschern dabei lebende Nervenzellen. Aber nicht nur Vorgänge, die bei der Übertragung von Signalen zwischen Nervenzellen eine Rolle spielen, lassen sich mit der STED-Mikroskopie klären. So erwarten Forscher, dass sich zukünftig damit viele Fragen der biologischen und medizinischen Forschung beantworten lassen.

COMPAMED.de; Quelle: Max-Planck-Gesellschaft