Vom wissenschaftlichen Service zur Strukturbestimmung makromolekularer Proteinkomplexe

Die Mikroskopie und Kryo-Elektronenmikroskopie Servicegruppe bietet ein breites Spektrum an Methoden zur Abbildung biologischer Proben mit unterschiedlichen licht- und elektronenmikroskopischen Verfahren an. Unsere Gruppe unterstützt Wissenschaftler*innen und Student*innen aus allen Abteilungen und Forschungsgruppen bei der Planung und Durchführung von Imaging-Experimenten auf allen Ebenen, angefangen von Basis-Training und Einweisungen für neue Nutzer bis hin zur Implementierung von komplexen automatisierten Workflows. Über die reine Abbildung der Proben hinaus unterstützen wir auch Methoden zur Bildanalyse bis hin zur Erstellung komplexer Analyse-Pipelines und automatisierter Workflows, die essentiell sind, um relevante biologische Informationen aus komplexen 2D, 3D und 4D Datensätzen zu gewinnen.

Unsere Servicegruppe bietet Zugang zu einer Vielzahl komplexer Lichtmikroskopie-Systeme, die als „Shared Equipment“ allen Nutzern im Haus zur Verfügung stehen. Dazu zählen Weitfeld-Fluoreszenzmikroskope, konfokale Laser-Scanning-Mikroskope, von denen einige mit hochauflösenden Airyscan Super-Resolution-Detektoren bzw. NDD-Detektor und 2-Photonenlaser ausgestattet sind, automatisierte Screening-Mikroskope bis hin zu einem 3D-Lichtblattmikroskop zur Visualisierung großer biologischer Proben wie Sphäroide und Gastruloide. Die meisten Mikroskope verfügen über Inkubatoren mit CO2- und Temperaturkontrolle zur Abbildung lebender Proben.

Aufgrund der technisch aufwendigen und komplexen Probenvorbereitung bei der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) bzw. Abbildung unter Kryo-Bedingungen (Kryo-TEM), wird die Elektronenmikroskopie als Vollservice in enger Kooperation mit den beteiligten Wissenschaftler*innen bzw. Arbeitsgruppen durchgeführt. Zurzeit verfügen wir über drei Elektronenmikroskope inklusive eines 300 kV Tecnai G2 Kryo-TEMs mit einem Gatan k2 summit DED-Kamerasystem. Unsere Gruppe unterstützt klassische zellbiologische TEM-Methoden wie das Ultradünn-Schneiden von Kunstharz-eingebetteten Proben, Immunogold-Markierung oder Metall-Schattierung von Nukleinsäuren oder Nukleinsäure-Protein-Komplexen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Strukturbestimmung von Proteinkomplexen mittels Kryo-TEM und Einzelpartikelanalyse, die wir in enger Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Christian Spahn (IMPB, Charité) durchführen.

Unser eigener Forschungsschwerpunkt liegt auf der Implementierung korrelativer Methoden, um das Potential und die Stärken beider Methodenwelten - Licht- und Elektronenmikroskopie - möglichst effizient zugänglich zu machen. Hierbei werden fluoreszenzmikroskopische Verfahren eingesetzt, um die Entstehung und Ausbildung biologischer Strukturen wie z.B. Organoide und andere 3D-Zellkultursysteme zu verfolgen oder spezifische Ereignisse zeitaufgelöst zu identifizieren und anschließend nach Kunstharzeinbettung oder Vitrifizierung bei höherer Auflösung bis in den Subnanometer-Bereich mit TEM- oder SEM-Methode abzubilden.

Für weitere Informationen über unsere Arbeit besuchen Sie bitte die englischsprachigen Seiten unserer Homepage.

 

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