10.09.2018

Röntgen- mit Lichtmikroskop kombiniert

Neue Methode liefert Einblicke in komplexe Prozesse von Zellen.

Forscher der Univer­sität Göttingen konnten mit einem neuartigen Mikroskopie­verfahren sowohl die beleuchtete als auch die nicht im Licht erkenn­bare Seite einer Zelle sichtbar machen. Das Team unter der Leitung von Tim Salditt und Sarah Köster vom Institut für Röntgen­physik heftete dafür Leucht­moleküle an die Zellmoleküle. Durch das kontrol­lierte Hell- und Dunkel­schalten der Leucht­moleküle in Teil­bereichen des Bildes lassen sich Zell­moleküle trennscharf lokalisieren und ihre Wechsel­wirkungen darstellen.

Abb.: STED-Aufnahme (li.) und eine Röntgen-holographische Abbildung (re.) derselben Herzmuskelzelle einer Ratte. (Bild: GAU)

Um auch die nicht-beleuch­teten Bestand­teile der Zelle abzubilden, arbeitete das Göttinger Team mit einem speziellen Mikroskopie­verfahren. Dieses kombi­niert ein Licht­mikroskop nach dem STED-Prinzip (Stimulated Emission Depletion), welches den beleuch­teten Bereich der Zelle darstellt, mit einem Röntgen­mikroskop, welches den nicht beleuch­teten Bereich der Zelle darstellt. „Mit dem neuar­tigen Röntgen-STED-Mikroskop haben wir Herzmuskel­zellen aufgenommen“, erklärt Forscher Marten Bernhardt. „Die darin enthal­tenen Protein­netzwerke wurden im STED-Modus abgebildet. Diese STED Aufnahmen konnten wir dann in die Röntgen­aufnahmen der Zelle einpassen. Beide Aufnahmen werden praktisch direkt hinter einander aufgenommen.“

„Durch die komplemen­tären Kontraste versprechen wir uns ein voll­ständigeres Verständnis der Kontraktion von Herzmuskel­zellen und ihrer Kraft­erzeugung“, ergänzt Salditt. Bei der Konzeption des STED-Mikro­skops arbei­teten die Wissenschaftler eng mit dem Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY, einem Forschungs­zentrum der Helmholtz-Gemein­schaft, und der von Nobelpreis­träger Stefan W. Hell gegrün­deten Firma Abberior zusammen. „In Zukunft wollen wir so auch dynamische Prozesse in lebenden Zellen beobachten“, schließt Köster, Sprecherin des Göttinger Sonder­forschungs­bereich „Kollek­tives Verhalten weicher und biolo­gischer Materie“, in dessen Forschungs­programm die Experimente integriert sind.

GAU / JOL

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