Biomoleküle zum Leuchten bringen: Neuer Farbstoff löst Problem
Gegen störende Signale beim Mikroskopieren: Methode lässt nur erfolgreich markierte Biomoleküle leuchten
Biomoleküle wie Zucker, Proteine und Lipide sind die Grundbausteine allen Lebens. Sie sind am Aufbau und Stoffwechsel jeglicher Lebewesen beteiligt. Um sie unter dem Mikroskop sichtbar zu machen, bringen Forschende sie durch spezielle Farbstoffe zum Leuchten. Ein Forschungsteam der Universität Göttingen hat dafür nun eine neue Methode entwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen wird der Lumineszenz-Farbstoff der Probe dabei nicht als fertiges Produkt hinzugefügt. Stattdessen leuchtet er erst auf, während er an das angepeilte Molekül bindet. Das löst ein Problem: Vorgefertigte Farbstoffe verbleiben in der Probe, auch wenn sie nicht an das Zielmolekül gebunden sind. Das stört bei der Bildgebung. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht.
Mit der neuen Methode leuchtet der Lumineszenz-Farbstoff nur dann auf, wenn die Markierung gelungen ist. Das macht Experimente mit Biomolekülen übersichtlicher und leichter auswertbar. Erstautor Dongchen Du sagt: „Unsere Arbeit verfolgt einen praktischen Ansatz: Statt einen vorgefertigten Fluorophor anzubringen, bauen wir die fluoreszierende Markierung direkt dort auf, wo sie benötigt wird. Für mich macht das die Chemie sowohl schön als auch nützlich.“ Gleichzeitig erfolgt die chemische Veränderung unter milden Bedingungen. Das ist für empfindliche Biomoleküle von Bedeutung.
Die Forschenden konnten zeigen, dass die Methode bei einer Vielzahl von biomolekularen Bausteinen und Strukturen funktioniert, darunter Zucker, Lipide, Aminosäuren und Proteine. Gemeinsam mit Forschenden der Universitätsmedizin Göttingen demonstrierten sie auch das Potenzial für die Mikroskopie, indem sie zelluläre Strukturen sichtbar machten. „Die Lumineszenz der Farbstoffe lässt sich außerdem chemisch abwandeln“, ergänzt Prof. Dr. Nadja A. Simeth-Crespi von der Universität Göttingen. „Das kann dazu beitragen, das System für zukünftige Verfahren der Bildgebung maßzuschneidern.“
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