Observation of single transport events through single pore complexes of the nuclear envelope by means of near-field optical microscopy

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Andreas Naber
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5391801

Die nukleären Porenkomplexe (NPCs) sind supramolekulare Einheiten, die in die Doppelmembran der Kernhülle einer eukaryontischen Zelle eingebettet sind. Sie sind die Hauptpforte für den Transport von Ionen, kleinen Molekülen, Proteinen, RNAs und Ribonukleoproteinpartikeln in und aus dem Zellkern. Ziel dieses Projektes ist es, zu der Aufklärung der Struktur und den Transportmechanismen des NPC mittels direkter Beobachtung einzelner Transportereignisse durch einzelne NPCs beizutragen. Die hohe laterale und axiale optische Auflösung eines optischen Rasternahfeldmikroskops (SNOM) ermöglicht einen detaillierten Einblick in die Transportdynamik eines NPC, der mit anderen mikroskopischen Methoden z.Z. kaum erreichbar ist. Für zeitaufgelöste Messungen einzelner Transportereignisse soll die 30-100 nm große Lichtquelle eines SNOM im Abstand weniger Nanometer über einen einzelnen NPC in einer freistehenden Kernhülle positioniert werden. Einzelne Moleküle, die mit einer fluoreszierenden Sonde markiert wurden, leuchten auf sobald sie den beleuchteten zentralen Transportkanal durchqueren. Die hohe zeitliche Auflösung in Verbindung mit der ultra-hohen optischen Auflösung in Richtung des Transportkanals ist ideal geeignet für die Bestimmung der Dynamik eines Transportprozesses, wie etwa positioneller Schritte während der Translokation. Die axiale Auflösung soll es auch erlauben, die Mobilität einzelner fluoreszenzmarkierter Proteine des Kernporenkomplexes innerhalb seiner sehr beweglichen Struktur zu messen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1128: Optische Analyse der Struktur und Dynamik supramolekularer biologischer Komplexe
• Beteiligte Person: Dr. Dietmar Gradl