Innovatives 3D-Mikroskop enthüllt bisher verborgene Zellgeheimnisse

Ein neuartiges Mikroskop ermöglicht erstmals die gleichzeitige Abbildung der 3D-Ausrichtung und Position von Molekülgruppen in Zellen - der erste Blick auf einen bisher verborgenen molekularen Tanz. Die Technologie kombiniert zwei spannende Methoden.

Durchbruch: 3D-Einblick in Zellen möglich

Das Hybridmikroskop vereint die polarisierte Fluoreszenztechnik mit einem Dual-View-Lichtblattmikroskop (diSPIM). Die polarisierte Fluoreszenztechnik nutzt die Eigenschaft bestimmter Moleküle, polarisiertes Licht in spezifischer Weise zu absorbieren und wieder auszusenden, um ihre Ausrichtung zu bestimmen. Das diSPIM hingegen beleuchtet die Probe aus zwei Richtungen, was eine besonders detaillierte Abbildung in der Tiefe möglich macht.

Diese Kombination erlaubt es, Veränderungen in der räumlichen Anordnung von Proteinen in Zellen zu beobachten. Solche Orientierungsänderungen sind oft entscheidend für die Funktion von Proteinen, blieben aber bisher - vor allem wegen fehlender 3D-Beobachtungsmethoden - häufig unentdeckt. "Es gibt echte biologische Vorgänge, die man nur durch eine Positionsänderung eines Moleküls möglicherweise nicht erkennen würde", erläutert Talon Chandler, Erstautor der Studie.


Ein besonderer Vorteil des neuen Mikroskops zeigt sich bei der Untersuchung der Zellteilung. Eine Fähigkeit, welche die Forscher begeistern: Es kann die fadenförmigen Strukturen (Mikrotubuli) in der Teilungsspindel auch dann präzise abbilden, wenn diese nicht perfekt zur Beobachtungsrichtung ausgerichtet sind. Dies war mit herkömmlichen Methoden bisher überhaupt nicht möglich.

Tieferer Blick

Wie in den Proceedings of the National Academy of Sciences berichtet, arbeitet das Team nun daran, die Bildaufnahme zu beschleunigen. Ziel ist es, Veränderungen in lebenden Zellen in Echtzeit zu verfolgen. Zudem könnten neue fluoreszierende Markierungsmoleküle in Zukunft die Anwendung auf weitere zelluläre Strukturen ermöglichen. Diese Fortschritte versprechen tiefere Einblicke in grundlegende Zellprozesse und könnten so dem Fortschritt der biomedizinischen Forschung helfen.
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