Mit hochauflösendem Supermikroskop ins Zellinnere

Bislang konnten Mikroskope nur Strukturen sichtbar machen, die größer als 200 Nanometer waren. Die neue Generation dieser Geräte ist in der Lage, Details in einer Zelle zu zeigen, die bis zu 10 Nanometer klein sind. Die Forscher an der Saar-Uni konnten nun eines der neuen Superresolution-Mikroskope der Firma Carl Zeiss Microscopy GmbH testen. Sie zählen damit zu insgesamt fünf Forscher-Teams weltweit, die das Gerät vorab nutzen durften.

Auf das Mikroskopieren kann bei der Zellforschung nicht verzichtet werden. „Wenn man Details einer Zelle, zum Beispiel Zellorganellen wie die Mitochondrien, gut erkennen will, ist die Auflösung eines Mikroskops von entscheidender Bedeutung“, so Jens Rettig, Professor für zelluläre Neurophysiologie an der Saar-Universität. Mit der Auflösung ist die Fähigkeit gemeint, zwei Strukturen deutlich getrennt voneinander darzustellen. „Dieser Technik sind allerdings Grenzen gesetzt. Zwei Strukturen können nur dann deutlich aufgelöst werden, wenn sie mehr als 200 Nanometer auseinander liegen“, erläutert er weiter. „Dies ist der 5000. Teil eines Millimeters und mag sehr klein erscheinen. Viele Bestandteile in einer Zelle, die für unsere Arbeit wichtig sind, sind aber noch wesentlich kleiner als diese Distanz.“

Die Homburger Physiologen konnten in Kooperation mit der Carl Zeiss Microscopy GmbH das neue Superresolution-Mikroskop ELYRA in der Entwicklungsphase testen. Das Gerät zählt zu einer neuen Fluoreszenzmikroskop-Generation und kann Details im Inneren einer Zelle sichtbar machen, die nur 10 Nanometer groß sind. „Das ist in diesem Bereich ein großer Fortschritt“, kommentiert Jens Rettig die technische Entwicklung. Im Gegensatz zu Elektronenmikroskopen, die eine noch höhere Auflösung besitzen, können die Forscher mit dem neuen Gerät auch lebende Zellen untersuchen.

Die beiden Abbildungen zeigen Proteine im Synaptischen Spalt (rote Punkte) einer Bipolarzelle aus dem Auge einer Maus – aufgenommen mit dem neuen Hochleistungsmikroskop (oben) und einem herkömmlichen Laser-Mikroskop (unten) im Vergleich. Mit seinem Auflösungsvermögen kann das neue Supermikroskop die Proteine deutlich getrennt voneinander darstellen. (Foto: Saar-Uni/AG Rettig)