Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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CPP: Chemische Physik und Polymerphysik

CPP 10: Experimente mit Einzelmolekülen

CPP 10.1: Hauptvortrag

Donnerstag, 27. März 2003, 09:30–10:00, ZEU/160

Einzelmolekülmikroskopie in lebenden Zellen — •Carsten Tietz¹, Margarita Khazarchyan¹, Elmar Thews¹, Anja Krippner-Heidenreich², Reiner Eckert³ und Jörg Wrachtrup¹ — ¹3. Physikalisches Institut, Universität Stuttgart — ²Biologisches Instituit, Universität Stuttgart — ³Institut für Zellbiologie und Immunologie, Universität Stuttgart

Einzelmolekül-Techniken können in Zukunft eine wichtige Rolle spielen, um die Funktionen von Zellprozessen auf molekularer Ebene zu verstehen. Im Gegensatz zu allen bisher verwendeten Methoden innerhalb der Zellbiologie ist die Einzelmolekülmikroskopie quantitativ, d.h. es ergibt sich erstmalig die Möglichkeit die Anzahl an einer Reaktion beteiligter Moleküle an einem bestimmten Ort in der Zelle zu bestimmen. Dies ist ein wichtiger Schritt hin zu qualitativen Zellmodellen, z.B. in der Systembiologie.

In diesem Beitrag stehen Diffusionsprozesse von Membranproteinen im Vordergrund. Diese sind von essentieller Bedeutung für die meisten Prozesse, in denen Zellen miteinander interagieren. So zeigen FSC (fluorescence correlation spectroscopy) Messungen an lebenden Zellen, dass stationäre Gapjunctions-Plaques zwischen verschiedenen Zellen aus einem Pool frei diffundierender Halbkanäle (Connexone) gebildet werden. Mittels transienter Transfektion werden die Halbkanäle hierzu mit GFP markiert.

Der erste Schritt des programmierten Zelltods (Apoptose) wird durch die Aktivierung des TNF-Rezeptors vermittelt. Es wird vermutet, dass diese Aktivierung zu einer Oligomerisierung der Rezeptoren führt. Der Aggregationsvorgang wurde mittels FCS und TIR (total internal reflection) Mikroskopie untersucht, wobei sich herausstellte, dass das Aggregationsverhalten entscheidend von Ligandentyp und Konzentration der Rezeptoren bestimmt wird.