Scharfe Bilder aus Würzburgs Labor

Kleinste, bisher nicht sichtbare Strukturen von Nervenzellen kann Prof. Dr. Stephan Sigrist vom Rudolf-Virchow-Zentrum/ DFG-Forschungszentrum der Universität Würzburg jetzt mit seinem neuen Mikroskop erkennen.

Würzburg kann sich freuen, denn neben den beiden Standorten Göttingen und Heidelberg, an denen der Erfinder der neuen Technik, Prof. Dr. Stefan Hell solche Mikroskop aufgebaut hat, ist Würzburg weltweit der erste Ort, an dem das Mikroskop der Firma Leica noch vor Markteinführung Forschern zur Verfügung steht.

In der biomedizinischen Forschung stellt sich laufend das Problem, Proteine innerhalb von Zellen und Geweben direkt an ihrem Wirkort sichtbar zu machen. Lichtmikroskopie ist dafür die bei weitem wichtigste Arbeitstechnik, die es erlaubt, Proteine darzustellen. Biologische Prozesse schienen sich bisher aufgrund eines physikalischen Gesetzes nur bis zu einer Größe von 200 nm mit Licht beobachten zu lassen.

Das scheint zwar klein, viele interessante Strukturen innerhalb der Zellen – so z.B Komplexe aus Proteinen – sind aber noch deutlich kleiner. Mit der neuen STED-Mikroskopie (Stimulated Emission Depletion), für die der Direktor des Göttinger Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie und Physiker Prof. Dr. Stefan Hell den Deutschen Zukunftspreis für Technik und Innovation erhielt, lässt sich die Auflösung der Lichtmikroskopie nun entscheidend steigern.

Leica Microsystems kaufte die Lizenz für das STED-Mikroskop und kooperierte mit dem Würzburger Neurobiologen Prof. Dr. Stephan Sigrist, um das Mikroskop für lebende biologische Systeme und so für Forscher in der ganzen Welt anwendbar zu machen. Jetzt ist es soweit, am 02.11. stellt Leica Microsystems ihr Mikroskop vor. „Die STED Mikroskopie beschert uns jeden Tag neue Einsichten in den molekularen Aufbau von Nervenzellen und deren Verschaltungen. Das wird unser Bild der Nanowelt dort grundlegend beinflussen und neue Konzepte auf den Weg bringen“ so Stephan Sigrist. Er muss nicht mehr auf den 2.11. warten, denn sein STED-Mikroskop steht bereits im Labor.

Erste Ergebnisse konnte er, noch am Göttinger Mikroskop, bereits in dem renommierten Wissenschaftsmagazin „Science“ publizieren. Die STED-Mikroskopie erlaubte ihm erstmals einen tieferen Einblick in spezialisierte Bereiche der Nervenzelle, die sogenannten Synapsen.

Diese organisieren die Kommunikation zwischen Nervenzellen, entscheidend für alle Leistungen des Gehirns. Die Gruppe konnte mittels STED nachweisen, dass ein neues Protein – Bruchpilot – direkt organisierend auf die Struktur der Synapsen wirkt. „Ich bin froh, dass wir die STED-Technik jetzt nach Würzburg holen konnten.

Damit sind wir in Würzburg gegenüber anderen Standorten einen guten Schritt voraus“, schwärmt Prof. Stephan Sigrist. Langfristig will Sigrist die Architektur von Synapsen aufklären und damit Erkenntnisse auf den Gebieten von Lernen und Gedächtnisprozessen, wie auch von degenerativen Erkrankungen des Nervensystems gewinnen.