High Pressure Freezer

• Subject Area: Neurosciences
• Term: Funded in 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 257917528

'Die Elektronenmikroskopie ermöglicht die Visualisierung der Ultrastruktur von zellulären Funktionseinheiten mit einer Auflösung von wenigen Nanometern. Durch das Einfrieren mit einem Hochdruckgefrier-Gerät wird zusätzlich die Probenkonservierung im nah-nativen Zustand erreicht. Auf diese Weise werden die durch die sonst verwendeten chemischen Fixationsmittel hervorgerufenen Artefakte vermieden. Diese Methode hat, insbesondere in Kombination mit der quantitativen Elektronentomographie, eine Revolution in der Ultrastruktur-Forschung bewirkt, da sie einerseits neue Einsichten in die Biologie erreicht (z.B. Erhaltung von Proteinfilamenten) und andererseits einen wichtigen Schritt zur verbesserten Struktur-Funktion-Korrelation darstellt. Das beantragte Hochdruckgefrier-Gerät geht einen entscheidenden Schritt weiter und ermöglicht die optische Stimulation unmittelbar vor dem Einfrieren. Dies erlaubt es nun mittels Optogenetik oder Uncaging die Aktivität der Zellen definiert zu manipulieren. Die Optogenetik ist eine neue Methode, die lichtempfindliche Proteine in Zellen einschleust und so eine Lichtsteuerung der elektrischen bzw. metabolischen Aktivität von Zellen erlaubt. Beim Uncaging wird mittels UV-Licht eine biologisch inaktive Substanz aktiviert. Die millisekunden-präzise Kombination dieser Methoden mit Hochdruckgefrieren und der Elektronen- bzw. Lichtmikroskopie (und somit auch der korrelativen Mikroskopie) ermöglicht es nun die strukturellen Korrelate einer solchen, in der Regel zuvor physiologisch charakterisierten, Stimulation zu untersuchen. So können etwa die Vesikelpopulationen einer Synapse nach verschiedenen Stimuli und so die synaptische Dynamik erfasst werden und mit der synaptischen Physiologie korreliert werden.'

• DFG Programme: Major Research Instrumentation
• Major Instrumentation: High Pressure Freezer
• Instrumentation Group: 3540 Gewebeeinbettungsgeräte, Fixier- und Färbegeräte
• Applicant Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Leader: Professorin Dr. Carolin Wichmann