Forschung unter der Lupe: Blick in mikroskopische Welten

Mittels gentechnischer Methoden werden die Mikrotubuli von lebenden Zebrafischen zum Leuchten gebracht. © laborwelt.de; NIH, KIT

Wissenschaftler vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben zusammen mit Forschern vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz und dem amerikanischen National Institutes of Health (NIH) eine neue Mikroskopier-Methode entwickelt. Dadurch ist es nun möglich, Strukturen von nur einem achtel Mikrometer in einem lebenden Zebrafisch (Zebrabärbling) sichtbar zu machen. Das Forscher-Team stellt seine Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe von Nature Methods vor.

Im Visier der Wissenschaftler: die Mikrotubuli der kleinen Fische. Diese fadenförmigen Zellstrukturen sind nur 100 Mikrometer lang und haben einen Durchmesser von circa 20 Nanometern. Damit entsprechen sie dem Hunderttausendstel eines menschlichen Haares. "Mikrotubuli kommen überall in der Zelle vor und sind für ihre Teilung und Bewegung notwendig", erklärt Marina Mione vom KIT. Mittels gentechnischer Methoden konnten die Wissenschaftler die Mikrotubuli grün fluoreszieren lassen. Da durch das neue Mikroskopverfahren die Objekte nicht komplett ausgeleuchtet werden, sondern nur punktförmig mit speziellem Licht bestrahlt werden, minimiert sich das Streulicht und das betrachtete Detail wird scharf abgebildet. Innerhalb von Sekundenbruchteilen werden dann die Bilder gemacht, so dass auch bei einer Bewegung der lebenden Organismen keine Unschärfen entstehen. "Mittlerweile lassen sich so Auflösungen von 145 Nanometer in der Ebene und 400 Nanometern dazwischen verwirklichen", so Marina Mione.

Mit einer Serie an Aufnahmen bei unterschiedlicher Beleuchtung kann das Bild letztlich von einem Computer zusammengesetzt werden. Auch dreidimensionale Bilder und Videos konnte das Forscher-Team so erstellen. Über einen Zeitraum von 60 Minuten konnte so gezeigt werden, wie sich unter der Haut des Fisches das Frühstadium des Seitenlinienorgans bildet, mit dem Fische im Wasser Bewegungsreize wahrnehmen können. Die Ergebnisse der Wissenschaftler liefern wertvolle Erkenntnisse über die Entwicklung von Wirbeltieren auf zellularer Ebene.

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