Hochauflösungsfluoreszenzmikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die konfokale und hochauflösende Mikroskopie findet am Institut für Molekulare Biologie (IMB, Microscopy Core Facility in Mainz in verschiedenen Projekten ihren Einsatz. Exemplarisch werden hier drei Projekte kurz beschrieben. Anhand von Kolokalisationsstudien wurde die Interaktion von einem striatalen Calcium-bindenden Proteins (NECAB2, Neuronal Ca2+-binding protein) mit anderen neuronalen Rezeptoren sowie typischen Markerproteinen für die Post- und Präsynapse (z.B. Synaptobrevin, PSD-95) untersucht und deren Verteilung bestimmt (Kooperation mit Teresa Schacht, AG Prof. Axel Methner, Neurologie, Universitätsmedizin Mainz). Praktisch wurden dazu Immunfluoreszenzfärbungen an striatalen primären Mausneuronen durchgeführt und die Proben mittels konfokaler und zweifarbiger STED Mikroskopie abgebildet. Die STED Aufnahmen zeigen mit einer Auflösung von 70 nm, dass z.B. PSD-95 unter den gegebenen Bedingungen nur eine geringe Kolokalisation mit NECAB2 aufweist. In einem weiteren Kooperationsprojekt (Zdenka Cicova, Prof. Dr. Christian Janzen, Zell und Entwicklungsbiologie, Theodor-Boveri-Institut, Universität Würzburg; Dr. Falk Butter, Quantitative Proteomics, IMB Mainz) wurde die Lokalisation eines bisher unbeschriebenen Proteins in "Tryphanosoma brucei", dem Erreger der afrikanischen Schlafkrankheit, mittels hochauflösender STED Mikroskopie untersucht. Die Arbeitsgruppe von Prof. Janzen befasst sich auf molekularbiologischer Ebene mit der Frage, wie Parasiten sich an die extrem unterschiedliche Umgebung in verschiedenen Wirtsorganismen (Säugetier/Insekt) anpassen. Um mehr über diesen Adaptionsprozess zu lernen, verglich er das Proteom von Thryphanosomen in zwei verschiedenen Lebenszyklen mittels einer SILAC-basierten (Stable Isotope Labeling of Amino acids In Cell Culture) massenspektrometrischen Methode. Ein mit dieser Methode isoliertes Protein, "p24", ist in der Blutstromform von Tryphanosoma bucei hochreguliert. Mittels Immunfärbung und hochauflösender STED Mikroskopie konnte die Lokalisation von p24 mit einer Auflösung von 70 nm auf dem Flagellum der Blutstromform von Tryphanosoma nachgewiesen werden. Die Arbeitsgruppe von Dr. Robin White (Kim Korrell, Dr. Robin White, Prof. Luhmann, Institut für Physiologie und Pathophysiologie, Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz) befasst sich auf molekular- und zellbiologischer Ebene mit der Myelinisierung neuronaler Axone durch Oligodendrozyten im Zentralen Nervensystem. Die Synthese und der Transport der zur Myelinisierung notwendigen großen Mengen an Myelinproteinen erfordert komplexe Regulationsmechanismen die weitgehend unverstanden sind. Das zweit häufigste Myelinprotein MBP (Myelin Basic Protein) dient der Kompaktierung der Zellmembranen und wird aufgrund seiner basischen Eigenschaften nicht als Protein, sondern als mRNA innerhalb des Oligodendrozyten transportiert. Mittels Fluoreszenzfärbung und konfokaler Mikroskopie wurde die Myelinisierung von neuronalen Axonen durch Oligodentrozyten an kortikale organotypische Schnittkulturen aus dem Mäusehirn untersucht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- A transient ischemic environment induces reversible compaction of chromatin. Genome Biology, Vol. 16. 2015, no. 1, p. 246.
I. Kirmes, A. Szczurek, K. Prakash, I. Charapitsa, C. Heiser, M. Musheev, F. Schock, K. Fornalczyk, D. Ma, U. Birk, C. Cremer, and G. Reid
(Siehe online unter https://doi.org/10.1186/s13059-015-0802-2) - Phosphonsäurehaltige polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe für Anwendungen in Brennstoffzellen, Doktorarbeit, Max-Planck-Institut für Polymerforschung
Jennifer Wegener
- Two flagellar BAR domain proteins in Trypanosoma brucei with stage-specific regulation. Scientific Reports, Vol. 6. 2016, Article number: 35826.
Cicova Z., Dejung M., Skalicky T., et al.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/srep35826) - Water-Soluble NIR-Absorbing Rylene Chromophores for Selective Staining of Cellular Organelles. Journal of the American Chemical Society 2016 138 (9), 2881-2884.
Stefka Kaloyanova, Yulian Zagranyarski, Sandra Ritz, Mária Hanulová, Kaloian Koynov, Andreas Vonderheit, Klaus Müllen, and Kalina Peneva
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/jacs.5b10425)
