Hochleistungsfähiges Lichtmikroskop erfasst Vorgänge im Innern lebender Zellen

Ein Lichtmikroskop, mit dem das Innere lebender Zellen in einer Schärfe von rund 60 Nanometern – das sind 60 Millionstel eines Millimeters – beobachtet werden kann, ist am Göttinger Exzellenzcluster „Mikroskopie im Nanometerbereich“ in Betrieb genommen worden.

Finanziert wurde das rund 900.000 Euro teure Leica STED-Mikroskop, das erste dieser Art weltweit, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur. Es wird von Dr. Silvio Rizzoli und seiner Nachwuchsforschergruppe eingesetzt, um die molekularen Prozesse der Signalübertragung zwischen Nervenzellen zu untersuchen.

Die Forschungsarbeiten, die unter anderem auch einen Beitrag zur Entschlüsselung der Ursachen von humanen neurologischen und psychiatrischen Störungen leisten sollen, werden an der Georg-August-Universität im Zuge der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder gefördert.

Das Exzellenzcluster erweitert die Arbeiten am DFG Forschungszentrum Molekularphysiologie des Gehirns (CMPB). Ziel des Clusters ist es, eine innovative Technologieplattform im Bereich der hochauflösenden Bildgebung zu etablieren. Sie wird benötigt, um die molekularen Wechselwirkungen in neuronalen Zellen zu untersuchen und damit schließlich auch die Funktionsweise der komplexen Netzwerke von Nervenzellen zu verstehen.

An dem interdisziplinären Forschungszentrum sind verschiedene Fakultäten der Georgia Augusta sowie weitere Forschungseinrichtungen am Wissenschaftsstandort Göttingen beteiligt, darunter das Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie. Dort hat Prof. Dr. Stefan W. Hell die mehrfach ausgezeichnete Erfindung der sogenannten Stimulated Emission Depletion (STED) für das neue hochleistungsfähige Lichtmikroskop entwickelt. Im November 2007 wurde es von der Firma Leica Microsystems auf den Markt gebracht.

Mit dem Leica STED-Mikroskop erforschen Dr. Rizzoli und sein Team den Transport von intrazellulären „Bläschen“, sogenannten Vesikeln, in den Synapsen der Nervenzellen. In der Vergangenheit war es den Wissenschaftlern bereits gelungen, einzelne Zell-Komplexe im Abstand von 20 bis 50 Nanometern voneinander getrennt darzustellen. Dabei waren die Zellen jedoch chemisch fixiert und damit in ihren natürlichen Lebensvorgängen „eingefroren“.

Mit den neuen Aufnahmetechniken konnten die Forscher erstmals auch schnelle Bewegungsvorgänge der Vesikel innerhalb der Zelle mit einer Auflösung von 65 bis 70 Nanometern sehen und auf Video aufnehmen. Die Arbeiten sind im April 2008 in „Science“ veröffentlicht worden. „Mit dieser höchst innovativen Mikroskopie-Technik hat sich das Exzellenzcluster weltweit an der Spitze der Methodenentwicklung auf diesem Gebiet platziert“, betont der Sprecher des Clusters, Prof. Dr. Diethelm W. Richter.

Kontaktadresse:
Dr. Silvio Rizzoli, European Neuroscience Institute (ENI)
Telefon (0551) 39-3630, e-mail: srizzol@gwdg.de