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Zellbewegungen in höchster Auflösung beobachten

13.01.2014
Wissenschaftler der Universität Göttingen entwickeln neues optisch-spektroskopisches Verfahren

Wissenschaftler der Universität Göttingen haben ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich die Fortbewegung von Zellen mit einer bislang unerreichten Auflösung beobachten lässt. Das optisch-spektroskopische Verfahren ermöglicht es, die Bewegung einzelner Zellen mit einer räumlichen Auflösung von Millionstel Millimetern in Echtzeit zu verfolgen.


Einfache Messungen mit Nanometergenauigkeit: Für Aufnahmen von lebenden Zellen sind ein gewöhnliches Konfokalmikroskop und metallbeschichtete Deckgläschen nötig.

Foto: Universität Göttingen


Eine 3D-Rekonstruktion der unteren Zellmembran ermöglicht es, ihre Bewegung mit Nanometergenauigkeit zu beobachten.

Foto: Universität Göttingen

Bislang konnten Formänderungen lebender Zellen typischerweise nur mit einer Genauigkeit von etwas besser als einem Tausendstel Millimeter beobachtet werden. Die Details wurden in der Fachzeitschrift Nature Photonics veröffentlicht.

Zellen sind die Grundbausteine aller lebenden Organismen, und Erkenntnisse über ihre Struktur, Funktion und Wechselwirkung sind ein zentrales Anliegen der modernen biologischen Forschung. Die Wissenschaftler gehen dabei unter anderem der Frage nach, wie sich Zellen fortbewegen und dadurch miteinander in Kontakt kommen und Zellverbünde bilden können.

„Bei der Untersuchung dieser Prozesse möchten wir die Formänderung und Bewegung der Zellen mit möglichst hoher räumlicher Auflösung verfolgen können“, erläutert Prof. Dr. Jörg Enderlein vom III. Physikalischen Institut der Universität Göttingen, der das neue Verfahren gemeinsam mit seinem Teamkollegen Dr. Alexander Chizhik und Prof. Dr. Andreas Janshoff vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Göttingen entwickelt hat.

„Unser Verfahren eröffnet nicht nur völlig neue Möglichkeiten für die Untersuchung von Zellbewegungen, sondern es dürfte auch in vielen anderen Forschungsgebieten, wo höchste räumliche Auflösung dynamischer Prozesse erwünscht ist, breite Anwendung finden“, so Prof. Enderlein. Die neue Methode nutzt die enorm empfindliche Anhängigkeit der Leuchteigenschaften von Farbstoffmolekülen von deren Entfernung von einer metallisierten Oberfläche aus, was auf quantenoptischen Wechselwirkungen zwischen den Molekülen und dem Metall basiert.

Originalveröffentlichung: Alexey I. Chizhik et al. Metal-induced energy transfer for live cell nanoscopy. Nature Photonics 2014. Doi: 10.1038/nphoton.2013.345.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Jörg Enderlein
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Physik – III. Physikalisches Institut
Friedrich-Hund-Platz 1, 37077 Göttingen, Telefon (0551) 39-13833
E-Mail: joerg.enderlein@physik3.gwdg.de

Thomas Richter | idw
Weitere Informationen:
http://www.joerg-enderlein.de
http://www.uni-goettingen.de/

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