Optische Pinzette mit konfokalem Fluoreszenzmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437571593

Molekulare Kräfte spielen unzweifelhaft eine wichtige Rolle in vielen biologischen Prozessen. Die Faltung eines Polypeptides oder eines Oligonucleotides in eine stabile dreidimensionale Struktur, die Bildung stabiler Komplexe aus einzelnen Domänen als auch konformationelle Strukturänderungen nach Substratbindung sind Prozesse, welche die Bildung bzw. Trennung von nicht-kovalenten Wechselwirkungen beinhalten. In den letzten dreißig Jahren wurde durch die Entwicklung fortgeschrittener Einzelmolekül-Methoden das Messen solcher Interaktionen revolutioniert, wodurch neue mechanistische Einblicke, welche mit klassischen Ensemble-Methoden nicht zugänglich sind, ermöglicht wurden. Daher beantragen wir hier ein kombiniertes Gerät, welches sowohl die Manipulation einzelner Moleküle durch optische Pinzetten mit gleichzeitiger konfokaler Mikroskopie und einer Kontrolle des Reaktionsmediums durch eine Mikrofluidik-Apparatur ermöglicht. Unsere beabsichtigten Projekte benötigen dabei die ultrahohe Positionsauflösung einer optischen Pinzette, um die durch sub-pN-Kräfte hervorgerufenen dynamischen Änderungen in verschiedenen experimentellen Szenarien aufzulösen. Die hierzu am besten geeignete Instrumentenkonfiguration besteht daher aus einer Dual-beam optischen Pinzette gekoppelt mit einem konfokalen Fluoreszenzmikroskop in Verbindung mit einer Mikrofluidik-Technologie. Die Kombination aller drei Methoden in einem einzigen Instrument wird daher neuartige, wissenschaftlich-innovative Experimente ermöglichen und somit nachhaltig zu einer Verbesserung unseres Grundlagenverständnisses biologischer Prozesse führen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Optische Pinzette mit konfokalem Fluoreszenzmikroskop
• Gerätegruppe: 5040 Spezielle Mikroskope (außer 500-503)
• Antragstellende Institution: Universität Duisburg-Essen
• Leiterin: Professorin Dr. Barbara Saccà