04.09.2018

Die Vermessung der Nanowelt

Ein Maßstab zur genauen Bestimmung von Abständen inner­halb ein­zelner Mole­küle.

Eine weltweite Studie mit Beteiligung von zwanzig Laboren hat eine Methode etab­liert und standar­di­siert, mit der sich die Abstände inner­halb ein­zelner Bio­mole­küle bis auf ein Million­stel der Breite eines mensch­lichen Haares exakt messen lassen. Die Methode stellt eine wesent­liche Ver­besse­rung der Einzel­molekül-FRET dar – FRET steht dabei für „Förster Resonanz Energie Transfer“ –, bei der die Bewe­gung und Wechsel­wirkung von fluores­zenz­markierten Mole­külen auch in lebenden Zellen in Echt­zeit über­wacht werden kann. FRET basiert auf abstands­abhän­gigen Ände­rungen des Fluores­zenz­lichts zweier Farb­stoffe, die mit­hilfe empfind­licher Mikro­skope ange­zeigt werden. Die Techno­logie hat die Analyse der Bewegung und der Inter­aktionen von Bio­mole­külen in lebenden Zellen revo­lutio­niert.

Abb.: Ein internationales Forscher­team hat einen Maß­stab für die FRET-Techno­logie defi­niert, indem sie Ent­fer­nungen inner­halb von DNA-Mole­külen im Sub­nano­meter­bereich gemessen haben. (Bild: H. Sanabria & N. C. Vishnu, U. Clemson)

Durch die internationale Zusammenarbeit konnte die Methode jetzt so ver­feinert werden, dass Wissen­schaftler mit ver­schie­denen Mikro­skopen und unter­schied­licher Analyse­soft­ware die gleichen Abstände auch im Sub­nano­meter­bereich erhalten. „Die abso­lute Abstands­infor­ma­tion, die mit dieser Methode gewonnen werden kann, ermög­licht es uns nun, Kon­for­ma­tionen in beweg­lichen Bio­mole­külen präzise zuzu­ordnen oder sogar deren Struk­turen zu bestimmen“, sagt Thorsten Hugel von der Uni Freiburg. solche dyna­mischen Struktur­infor­ma­tionen führen zu einem besseren Ver­ständnis der mole­ku­laren Maschinen und Prozesse, die für das Leben grund­legend sind.

ALU / RK

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