STED (Stimulated Emission Depletion) Superresolution Mikroskopsystem

• Subject Area: Basic Research in Biology and Medicine
• Term: Funded in 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 393976818

Meine Arbeitsgruppe am ZMBH untersucht die Funktion von Centrosomen in menschlichen Zellen und Spindelpolkörpern (SPBs) in der Hefe. Centrosomen und SPBs organisieren die Spindelfasern, die die Chromosomen in der Mitose und Meiose trennen. Centriolen, Bestandteile von Centrosomen, sind als Basalkörper wichtig bei der Ausbildung von Zilien. Centrosomenamplifikationen spielen zudem eine wichtige Rolle bei der Krebsentstehung, wie vor kurzem gezeigt wurde. In menschlichen Zellen bildet sich das Tochtercentriol direkt benachbart zu dem Muttercentriol aus. In der Mitose werden dann Mutter- und Tochtercentriol getrennt und das Tochtercentriol maturiert zum Centrosom. Auch im Fall der Bäckerhefe findet die Duplikation des SPBs benachbart zu dem schon existierenden Mutter-SPB statt. Die Abstände zwischen den sich duplizierenden Centriolen und SPB liegen unter 200 nm, d.h. unterhalb der Auflösungsgrenze konventioneller Lichtmikroskopie. Analyse der Duplikation unter Verwendung der Elektronenmikroskopie ist zeitaufwendig und limitiert auf fixierte Proben. „Structural Illumination Microscopy“ (SIM) wurde für die Analyse der Centrosomenduplikation eingesetzt, hat jedoch Auflösungsgrenzen von „nur“ maximal 100-150 nm lateral und ca. 300 nm axial. D.h. viele Fragestellungen können mit SIM nicht adressiert werden. PALM und dSTORM Superresolution Microscopy wurden von uns eingesetzt. Diese Methoden sind allerdings nicht nur sehr zeitaufwendig, sondern auch nur für bestimmte Proben geeignet und eher anfällig nicht-korrekte Auflösungsergebnisse zu produzieren.Unsere Versuche mit dem STED Mikroskop erbrachten in Bezug auf Auflösung, Geschwindigkeit und flexible Probenverwendung die besten Ergebnisse, wie in unserem Antrag dargestellt wird.

• DFG Programme: Major Research Instrumentation
• Major Instrumentation: STED (Stimulated Emission Depletion) Superresolution Mikroskopsystem
• Instrumentation Group: 5090 Spezialmikroskope
• Applicant Institution: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
• Leader: Professor Dr. Elmar Schiebel