Redner und Moderatoren des Forums Mikroskopietrends ’08  (Namen / weitere Motive  in der Bildergalerie)

Seit 2002 kommen jährlich, auf Einladung des niedersächsischen Kompetenznetzes für Optische Technologien, Wissenschaftler und Entwickler zur Diskussion aktueller Mikroskopiekonzepte zusammen. Dr. Bernd Ohnesorge, Leiter des Geschäftsbereichs Lichtmikroskopie von Carl Zeiss MicroImaging, machte in seinen Begrüßungsworten zum diesjährigen Forum deutlich, dass die anwendungsorientierte Forschung, basierend auf intensiver Kooperation zwischen Wissenschaft und Wirtschaft, eine zentrale Rolle für die Entwicklung zukünftiger Trends spiele. Einer der aktuell wichtigen Anforderungen sei in dem wirkungsvollen Verknüpfen unterschiedlicher bereits am Markt etablierter und neuer Techniken zu sehen, um ohne Verluste das bereits Erreichte mit dem Neuen effizient nutzen zu können.

Leica Microsystems CMS, mit Carl Zeiss MicroImaging Kooperationspartner des Forums, verfolgt eben diesen Ansatz: Mit der „Computer Aided Microscopy“ (CAM) stellte Frank Sieckmann eine Methode vor, die es ermöglicht, bereits existierende erfolgreiche Analyselösungen – unabhängig von der Programmiersprache oder des verwendeten Betriebssystems - als Clusterlösung von Mikroskopen, zu einem flexiblen ‚intelligent’ System zu kombinieren.

In enger Kooperation in dem EU-weiten Projekt ‚MitoCheck’ sind auch Wissenschaftler des EMBL und KIT in die Umsetzung involviert und präsentierten während des Forums ihre ersten Erfahrungen mit CAM. So demonstrierte der Zellbiologe Dr. Conrad eine vollautomatische Plattform für RNAi-screens, mit dem das EMBL an ‚MitoCheck’ beteiligt ist. Damit werden die Vorgänge der Zellteilung genau untersucht, um möglichen Ursachen für den Beginn von Krebserkrankungen auf die Spur zu kommen.

Am Institut für Toxikologie und Genetik, KIT Karlsruhe wiederum hat man Möglichkeiten zur systematischen Untersuchung zehntausender Zebrafisch-Larven entwickelt, die aufgrund ihrer optischen Transparenz bevorzugt als Modellorganismus in der Hochdurchsatzmikroskopie eingesetzt werden. Insbesondere die Bewältigung der hohen Datenflut, die mit der wachsenden Hochauflösung der mikroskopischen Bilder automatisch einhergeht, ist für viele Wissenschaftler ein entscheidendes Anliegen.

Die Schaffung der KIT Search Engine Initiative, einer Mikroskopie-Community mit dem Fokus auf das High-Content-Screening sowie die Einrichtung einer eigenen Screening Facility für MitoCheck am EMBL zeigen, welche große Bedeutung dem Thema derzeit beigemessen wird.


Ein weiteres Beispiel für die Vorteile der Methodenkombination wurde von Birgit Kraus vom Lehrstuhl für Pharmazeutische Biologie der Uni Regensburg gegeben: Bei der Bestimmung der Aufnahme und Toxizität von Substanzen kann die Untersuchung zellbasierter Assays mit Hilfe von Life Cell Imaging und der High Content Analyse viele Antworten auf zelluläre Vorgänge und vor allem viele Informationen mit einem einzigen Experiment liefern.

Die Dynamik molekularer Komplexe und die Aufschlüsselung von biomolekularen Wechselwirkungen in lebenden Zellen zu beobachten, ist ein noch recht junges Forschungsgebiet. Einen alternativen Weg der Analyse dynamischer Prozesse mit gleichzeitiger Quantifizierung bietet Carl Zeiss MicroImaging mit der Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie im Cellobserver mit integrierter Spinning Disk. Die Korrelationsmethode ermöglicht es, sowohl die Dynamik frei diffundierbarer Einzelmoleküle im ms-Bereich als auch deren Konzentration sehr genau zu messen. Wichtige Voraussetzung hierfür ist allerdings ein lineares Scannersystem.

Professor Kubitscheck von der Uni Bonn präsentierte neue Einsichten in die Bewegung spezifischer, nativer M-RNA-Moleküle in lebenden Zellkernen, die mit Hilfe hochempfindlicher und schneller fluoreszenzmikroskopischer Techniken der Einzelmolekülabbildung gewonnen werden konnten. Die so genannte 3D-structures illumination microscopy befähigte die Bonner Forscher, auf 20 - 30nm genau einzelne Moleküle zu lokalisieren.

Nanoprocessing spielt bei der Forschung von Professor Karsten König eine zentrale Rolle. Unter Zuhilfenahme eines sub-20fs-Lasers lassen sich spezielle Gene in Zellen einschleusen, Autofluoreszenz anregen, kontaminierte Areale entfernen oder besonders interessante Zellen isolieren. Die Methode findet vor allem in der Stammzellforschung Anwendung, ist aber auch für die Materialbearbeitung interessant. Für eine detaillierte Untersuchung der Methode wurde 2008 das Forschungsprogramm der DFG "Optisch erzeugte Sub-100-nm-Strukturen für biomedizinische und technische Applikationen" eingerichtet.

Im abschließenden Vortrag des Forums wurden neueste Einsatzmöglichkeiten der Rasterkraftmikroskopie als Werkzeug in der biologischen Forschung vorgestellt. AFM ermöglicht mit enormen Auflösungen bis zu 1nm z.B. die Messung der chemischen Bindungsenergie an einem einzelnen Molekül oder an Komplexen, wie beispielsweise bei der Auffaltung der Doppelhelix eines DNA-Moleküls. Dr. Schön stellte das BioScope von Veeco Instruments vor, das eine neuartige Kombination aus AFM und Fluoreszenz-Mikroskopie darstellt und damit das simultane Erheben verschiedener Parameter ermöglicht. Mit dem BioScope konnte gezeigt werden, dass die Fluoreszenz der Zellen nach mechanischer Reizung verstärkt wird und eine mechanische Reizung an der Zellmembran ein erhöhtes Ca-Signal zur Folge hat.

Im Anschluss an das anspruchsvolle Vortragsprogramm folgten viele der gut 60 Besucher des Forums Mikroskopietrends ’08 der Einladung zur Besichtigung der Lichtmikroskopie-Facility von Carl Zeiss MicroImaging. Hier konnte die Diskussion offen gebliebener Fragen oder weiterer Ideen sozusagen ‚im Spaziergang’ fortgeführt werden.

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