Werkzeug, Skalpell, Pinzette – alles aus Licht!

Jenaer Symposium präsentiert ab heute (15.03.) optische Innovationen

Ob Scheinwerfer oder Leselampe – jeder setzt Licht im Alltag ein, um besser sehen und genauer beobachten zu können. Licht kann aber auch in der Forschung als vielseitiges Werkzeug dienen, um Erkenntnisse über biologische Vorgänge in kleinstem Maßstab – z. B. in einer Zelle oder in Gewebestrukturen – zu gewinnen. Auf dem Symposium „Struktur und Dynamik biologischer Zellen mit optischen Methoden auf der Spur“ stellen die Mitglieder des Forschungsschwerpunktes Biophotonik seit heute (15.03.) technische Innovationen in der Mikroskopie und Spektroskopie vor, mit deren Hilfe sie daran arbeiten, Krankheiten in ihren Ursachen zu verstehen, frühzeitig präzise zu diagnostizieren und effektiv behandeln zu können.

Unter dem Motto „Licht für die Gesundheit“ tauschen rund 150 Wissenschaftler und Industrievertreter die Ergebnisse aus, die sie in der ersten Förderrunde des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) unterstützten Forschungsschwerpunktes erzielt haben.

Prof. Dr. Karl-Otto Greulich vom Jenaer Institut für Molekulare Biotechnologie wird in seinem Vortrag zum Beispiel die Verwendung der optischen Pinzette vorstellen: Mit Hilfe eines Laserstrahls kann man kleine Objekte und sogar Atome festhalten, ohne sie mit einem materiellen Werkzeug anzufassen. Molekularbiologe Greulich setzt diese Pinzette ein, um die Reaktion der Erbsubstanz DNA mit anderen Molekülen unter dem Mikroskop zu studieren. Mit so genannten Multistrahl-Optischen Pinzetten können Forscher sogar Mikrogewebe aus bis zu 16 Zellen selbst zusammen setzen, um anschließend die dynamischen Vorgänge zwischen diesen Zellen zu beobachten.

Dass Licht auch als Skalpell dienen kann, wird Dr. Alexander Heisterkamp vom Laser Zentrum Hannover in seinem Vortrag erläutern. Mittels ultrakurzer Laserpulse kann er gezielt Bestandteile des Zellskeletts „operieren“. Eine sehr hohe Auflösung verbunden mit den geringen Pulsenergien erlaubt eine Anwendung in lebenden Zellen. Heisterkamp wird darüber berichten, wie er einzelne Mikrotubuli – so etwas wie die „Knochen“ des Zellskeletts – zerschnitten und die Reaktion der Zelle darauf mittels Fluoreszenz-Mikroskopie beobachtet hat. Aus diesen Untersuchungen kann er Schlüsse auf die mechanischen Eigenschaften einer Zelle ziehen und die Modellvorstellungen der Zellbiologie überprüfen.

Der Forschungsschwerpunkt Biophotonik zeichnet sich dadurch aus, dass er Wissenschaftler und Industrie zusammengeführt hat. Viele der zur Zeit neun beteiligten Projekte mündeten daher bereits in technische Innovationen und neue Geräte, die parallel zum wissenschaftlichen Programm des Symposiums in einer Ausstellung präsentiert werden. Highlight ist hier ein neuartiger Pollenmonitor, den der Deutsche Wetterdienst gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Freiburg erarbeitete und erst in der vergangenen Woche erstmals der Öffentlichkeit präsentiert hat. Das Gerät sammelt Tag und Nacht vollautomatisch Pollen und Pilzsporen. Nachdem sie mikroskopisch von anderen Teilchen, zum Beispiel Staubpartikel, unterschieden wurden, nimmt der Pollenmonitor eine Art „optischen Fingerabdruck“ des Pollens und kann ihn so eindeutig identifizieren. So ist eine exakte Pollenflugvorhersage möglich, die den Millionen Allergikern in Deutschland das Leben erleichtern wird.

Sprecher des Forschungsschwerpunktes Biophotonik ist der Direktor des Jenaer Uni-Institutes für Physikalische Chemie Prof. Dr. Jürgen Popp. Er wird am Mittwoch (16.03.) in einem Vortrag eine Bilanz der ersten Förderungsrunde des Schwerpunktes ziehen und einen Ausblick auf die zweite Runde geben, deren Teilnehmer sich ebenfalls zu dem Symposium präsentieren.

Um die wirtschaftlichen Aspekte der Biophotonik geht es am Mittwoch Nachmittag in einer Podiumsdiskussion. Zu den Zielen des Forschungsschwerpunktes gehört es nicht nur, neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu gewinnen, sondern auch durch die intensive Zusammenarbeit mit der Industrie hoch qualifizierte Arbeitsplätze in Deutschland zu sichern und zu schaffen. Dieses Thema erörtern Dr. Volkmar Dietz vom Bundesforschungsministerium, Dr. Horst Sickinger vom OptecNet Deutschland und Prof. Dr. Markus Sauer von der Universität Bielefeld unter dem Titel „Biophotonik: BMBF-Verbundforschung schafft Grundlage zukunftsfähiger Arbeitsplätze in Deutschland“ mit Dr. Augustin Siegel von der Carl Zeiss AG, Dr. Thomas Zapf von Leica Microsystems und Dr. Michael Kraus von Kraus Technology Consulting.

Termine für die Presse:
Rundgang durch die Ausstellung unter Führung von Prof. Dr. Jürgen Popp am Mittwoch, 16.3.05, 12.30. Treffpunkt: Foyer des Hörsaalgebäudes am Ernst-Abbe-Platz.
Vortrag von Prof. Popp und Podiumsdiskussion direkt im Anschluss in Hörsaal 3 (Carl-Zeiß-Str. 3).

Die symposiumsbegleitende Ausstellung ist auch für die interessierte Öffentlichkeit zugänglich. Sie ist Mittwoch und Donnerstag jeweils von 9 bis 18 Uhr geöffnet.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Jürgen Popp
Sprecher des Forschungsschwerpunkts Biophotonik
Institut für Physikalische Chemie der Universität Jena
Tel.: 03641 / 948320, Fax: 03641 / 948302
E-Mail: juergen.popp@uni-jena.de