Konfokales Laserscanning-Mikroskop
Final Report Abstract
Das Laserscanningmikroskop wurde von mehreren Forschungsgruppen eingesetzt, um in lebenden und fixierten Proben die Zell- und Gewebeorganisation und -dynamik zu untersuchen. Die Bandbreite der biologischen Systeme war breit und umfasste Taufliege (Drosophila), Krallenfrosch (Xenopus), Mehlkäfer (Tribolium), Spinnen (Pholcus phalangiodides, Parasteatoda tepidariorum), Zebrafisch, Nieren-, Herzgewebe und eine Reihe von diversen kultivierten Zellen. Eine gängige Aufgabe war, die Verteilung von endogenen und injizierten Protein, RNA oder Organellen innerhalb von Zellen oder eines Gewebes zu bestimmen. Dies wurde mit Methoden der Immunhistologie oder in situ Hybridisierung erreicht, wobei mehrere Sonden mit jeweils spezifischer Fluoreszenzmarkierung eingesetzt wurden. Mit mehreren Detektoren und Teilung des Farbspektrums wurde eine simultane und eindeutige Detektion und räumliche Zuordnung der Sondenverteilungen erreicht. Die Dynamik von Proteinen wurde durch Zeitrafferaufnahmen von Zellen, die fluoreszierende Proteine (Fusionsproteine mit green fluorescent protein GFP oder Varianten) exprimierten, aufgezeichnet. Schnelle Lebendbildgebung und Bleichexperimente (FRAP) waren möglich, weil das Mikroskop mit einem hochsensitiven Hybriddetektor mit einer Quantenausbeute von über 50% ausgestattet ist. Gewebe- und Zelldynamik wurde untersucht, indem Zellen GFP (oder Varianten)-markierte Markerproteine exprimierten, die den Zellumriß, den Zellkern, das Zytoskelett oder die Zentrosomen markierten, um Beispiele zu nennen. Mit der hohen Quantenausbeute des Hybriddetektors war Fluoreszenzkorrelationsspektrometrie möglich, was für die Abschätzung der Mobilität von Proteinen innerhalb der Membran genutzt wurde. Die wissenschaftlichen Themen umfassten die Kontrolle der Zellzyklusdynamik im frühen Drosophilaembryo, Stammzellproliferation und -homeostase im Mitteldarm, die Wanderung von Xenopus Neuralleistenzellen, Mechanismen und Funktion von subzellulärer RNA Lokalisation am Beispiel von vegetal lokalisierten und Keimplasma assoziierten RNAs in Xenopus und Slam RNA in Drosophila. Mechanismen der Morphogenese und Gewebeselbstorganisation war eine Thematik, die mit mehreren experimentellen Systemen (Zellkernanordnung in syncytialen Embryo, epitheliale Zellinterkalation, Zellkernmorphogenese, Umbildung von Herzgewebe, Metamorphose in Spinnen) untersucht wurde, wie auch die Bildung, Polarisierung und intrazellulärer Transport von Membranen. Ein besonderer Schwerpunkt waren neurobiologische Themen, wie die Anlage und Ausbildung des Nervensystems in Xenopus, Drosophila und Tribolium, sowie zellbiologische Grundlagen medizinisch relevanter Themen wie die Herzfunktion, Nierenfibrose und Darmhomeostase.
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