Kombination von bioorthogonaler Fluoreszenzmarkierung mit künstlichen Aminosäuren und neuronalen Netzen sowie Partikelmittelung zur verbesserten hochaufgelösten Bildgebung

• Antragsteller: Professor Dr. Philip Kollmannsberger; Professor Dr. Markus Sauer
• Fachliche Zuordnung: Biophysik ; Analytische Chemie ; Bioinformatik und Theoretische Biologie ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Strukturbiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 440773101

In den letzten Jahren hat sich die superhochauflösende Mikroskopie als leistungsstarkes Verfahren zur Fluoreszenzbildgebung von Zellen und Gewebe jenseits des Beugungslimits etabliert. Mit zunehmender Verbesserung der räumlichen Auflösung, z.B. in Kombination mit der Expansionsmikroskopie, werden die Größe und Dichte der Fluoreszenzmarker in den nächsten Jahren zu den limitierenden Faktoren für die erreichbare Auflösung. Wir verfolgen eine Kombination von experimentellen und computergestützten Ansätzen, um diese Begrenzung der erreichbaren Auflösung zu überwinden. Einerseits werden wir neue Markierungsstrategien auf Basis unnatürlicher Aminosäuren einführen und diese mit optimierten Ansätzen der Expansionsmikroskopie kombinieren. Andererseits werden wir das Problem der begrenzten Markierungsdichte in expandierten Proben durch innovative Rekonstruktionsalgorithmen auf Basis neuronaler Netze und durch die Entwicklung verbesserter Particle-Averaging-Methoden lösen. Diese neuen Methoden werden wir dazu verwenden, um membrangebundene Rezeptoren und intrazelluläre Strukturen mit bisher unerreichter Auflösung abzubilden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen