Multi-Photonen-Laserscanning-Mikroskop auf aufrechtem IR-DIC-Basismikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ein Schwerpunkt der Verwendung des Multi-Photonen-Laserscanning-Mikroskops war die Analyse von Signaltransduktionsprozessen in Photorezeptorsynapsen der Netzhaut. Photorezeptorsynapsen der Netzhaut sind permanent arbeitende Ribbonsynapsen, die besonders große aktive Zonen besitzen. Zentrales Strukturelement sind präsynaptische Spezialisierungen, die Synaptic Ribbons. Synaptic Ribbons sind in der aktiven Zone der Ribbonsynapsen verankert und spielen eine wichtige Rolle bei der Organisation des intensiven exo- und endozytotischen Membranverkehrs in dieser Synapse. Viele molekulare und funktionelle Details sind dabei noch unbekannt. In der initialen 1. Nutzungsphase wurde das Multi-Photonen-Laserscanning-Mikroskop insbesondere für hochauflösende Untersuchungen zum Exo- und Endozytoseystem der Ribbonsynapse und zum Aufbau und Regulation der Synaptic Ribbons genutzt. Parallel dazu wurden in unserer Arbeitsgruppe erfolgreich transgene Mausmodelle etabliert, die es erlauben, synaptische Vorgänge, wie Exozytose und Endozytose sowie Veränderungen des präsynaptischen Ca2+-Spiegels, auch intravital in der Photorezeptorsynapse zu visualisieren. Für diese Live-Imaging-Applikationen wird das konfokale Multi-Photonen-Laserscanning Mikroskop jetzt in der 2. Nutzungsphase intensiv an Retinakulturen eingesetzt. Mit Hilfe der transgenen Reportermäuse werden verschiedene Knockout-Mausmodelle unter Verwendung der Multi-Photonen-Laserscanning-Mikroskopie bezüglich ihres Wirkmechanismus in der Photorezeptorsynapse untersucht. Dies ist einerseits für unsere Grundlagenforschung von Bedeutung. Andererseits dienen untersuchten Knockout-Mäuse auch als Krankheitsmodelle für verschiedene Netzhauterkrankungen (z.B. Retinitis pigmentosa, Tag-Nacht-Blindheit, Stäbchen- Zapfendystrophien). Deshalb erwarten wir von diesen Untersuchungen auch Einblicke in die Pathogenese erblicher Netzhauterkrankungen. Das Multi-Photonen-Laserscanning-Mikroskop wurde von AG Prof. Flockerzi (Pharmakologie und Toxikologie der Universität des Saarlandes) eingesetzt zur hochauflösenden Untersuchung von β- Untereinheiten spannungsabhängiger Ca2+-Kanäle in verschiedenen Geweben, einschließlich der Netzhaut. Die AG Rettig (Institut für Physiologie der Universität des Saarlandes) verwendet das Mikroskop zur Untersuchung von vesikulärem Trafficking von Sybki-Knockin-Mäusen in Lymphknotenpräparaten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2011) The synaptic ribbon is a site of phosphatic acid generation. J. Neurosci. 31, 15996-16011
Schwarz K, Natarajan S, Kassas N, Vitale N, Schmitz F
- (2013) A local, periactive zone endocytic machinery at photoreceptor synapses in close vicinity to synaptic ribbons. J. Neurosci. 33, 10278-10300
Wahl S, Katiyar R, Schmitz F
- (2014) ArfGAP3 is a component oft he photoreceptor synaptic ribbon complex and forms an NAD(H)-regulated, redox-sensitive complex with RIBEYE that is important for endocytosis J. Neurosci. 34, 5245-5260
Dembla M, Wahl S, Katiyar R, Schmitz F
(Siehe online unter https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3837-13.2014) - (2014) Differential synaptic distribution of the scaffold proteins Cask and Caskin1 in the bovine retina. Mol. Cell. Neurosci. 62, 19-29
Anjum R, Ayoubian H, Schmitz F
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.mcn.2014.08.004)
