Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare Kamera macht Substanzen in Zellen sichtbar

18.11.2016

Neues Massenspektrometer an der Universität Gießen ermöglicht vielfältige Forschungen in den Lebenswissenschaften – Veröffentlichung in „Nature Methods“

Eine weltweit einzigartige an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) entwickelte Untersuchungsmethode vereint die Vorteile von Mikroskop und Massenspektrometer: Mit dem neuen Gerät, das die Arbeitsgruppe des Chemikers Prof. Dr. Bernhard Spengler in der aktuellen Ausgabe von „Nature Methods“ vorstellt, lassen sich unzählige Stoffe dank Massenspektrometrie in biologischem Gewebe nachweisen und in ihrem chemischen Aufbau entschlüsseln.


Rädertierchen frisst Pantoffeltierchen: Die Abbildungen a, c, e und g zeigen jeweils drei verschied ...

Abbildung: Kompauer et al., Nature Methods

Gleichzeitig gelingt wie mit einem Mikroskop die bildliche Darstellung der Stoffe in ihrer Anordnung – erstmals auch innerhalb einzelner Zellen. Bereits jetzt profitieren unterschiedliche Disziplinen innerhalb des lebenswissenschaftlichen Schwerpunkts der JLU von der Technik.

Das in der Arbeitsgruppe von Prof. Bernhard Spengler entwickelte Gerät arbeitet mit einem Laserstrahl, der auf einen winzigen Punkt – etwas größer als ein Mikrometer – gebündelt wird. Das entspricht einem Hundertstel des Durchmessers eines menschlichen Haares.

Der Computer erstellt anschließend aus unzähligen Punktmessungen der Gewebeprobe ein mikroskopisches Bild, das wie ein digitales Foto aus Pixeln besteht. Das Besondere: Die unterschiedlichen Farben stellen nicht das Aussehen der Gewebeprobe dar, sondern die verschiedenen in der Gewebeprobe entdeckten Substanzen.

Die Wissenschaftler nutzen das Gerät, das in seiner bildlichen Auflösung und Genauigkeit weltweit einzigartig ist, für unterschiedliche interdisziplinäre Fragestellungen in den Lebenswissenschaften. „Wir sind sehr froh, dass wir in Gießen eine Arbeitsgruppe haben, die diese neuartige Technik entwickelt und uns phantastische neue Möglichkeiten eröffnet“, betont Prof. Dr. Katja Becker, Biochemikerin an der Universität Gießen. Die Forscherin hat unlängst gemeinsam mit der Arbeitsgruppe Spengler die Verteilung von Malariaerregern in Gewebeproben untersucht.

Auch die JLU-Agrarwissenschaftler profitieren von der neuen Technik: „Mit der bildgebenden Massenspektrometrie können wir den Pilzbefall von Getreide nun sehr viel genauer untersuchen und verstehen. Das eröffnet uns ganz neue Möglichkeiten der Forschung in der Landwirtschaft“, sagt Dr. Sven Gottwald.

Als ein Beispiel der Leistungsfähigkeit der Methode haben die Gießener Wissenschaftler das Innenleben eines Pantoffeltierchens untersucht. „Pantoffeltierchen sind sehr kleine einzellige Lebewesen, die wir mit hoher Auflösung massenspektrometrisch untersuchen konnten“, erklärt Mario Kompauer, der als Doktorand das neue Gerät aufgebaut hat. „Dieses schöne Beispiel zeigt, dass wir den chemischen Aufbau einzelner Zellen genau abbilden und damit auch biologische Vorgänge sehr genau beschreiben können“, sagt Dr. Sven Heiles, Habilitand der Arbeitsgruppe. Bei ihren Arbeiten kam ihnen durch Zufall auch ein unerwartetes Ereignis unter die „molekulare Kamera“: Ein Rädertierchen verspeist ein Pantoffeltierchen – zu erkennen und in unterschiedlichen Farben dargestellt über zwei Substanzen, die für Rädertierchen beziehungsweise für Pantoffeltierchen typisch sind.

Publikation:
Kompauer et al.: „Atmospheric pressure MALDI mass spectrometry imaging of tissues and cells at 1.4 µm lateral resolution“, Nature Methods (Advance Online Publication 14. November 2016)
DOI 10.1038/nmeth.4071 http://dx.doi.org/

Kontakt:

Prof. Dr. Bernhard Spengler
Institut für Anorganische und Analytische Chemie
Heinrich-Buff-Ring 17, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-34800/-01
E-Mail: Bernhard.Spengler@anorg.chemie.uni-giessen.de

Weitere Informationen:

https://www.uni-giessen.de/fbz/fb08/Inst/iaac/spengler
http://www.nature.com/nmeth/journal/vaop/ncurrent/full/nmeth.4071.html

Lisa Dittrich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Hemmung von microRNA-29 schützt vor Herzfibrosen
20.11.2017 | Technische Universität München

nachricht Satellitenbilder zur Erfassung von Biodiversität nur bedingt tauglich
20.11.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

500 Kommunikatoren zu Gast in Braunschweig

20.11.2017 | Veranstaltungen

VDI-Expertenforum „Gefährdungsanalyse Trinkwasser"

20.11.2017 | Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Künstliche neuronale Netze: 5-Achs-Fräsbearbeitung lernt, sich selbst zu optimieren

20.11.2017 | Informationstechnologie

Tonmineral bewässert Erdmantel von innen

20.11.2017 | Geowissenschaften

Hemmung von microRNA-29 schützt vor Herzfibrosen

20.11.2017 | Biowissenschaften Chemie