Schärferer Blick ins Innere der Zelle
Forschungsteam erhöht Bildqualität in der Superauflösungsmikroskopie
Wie lassen sich einzelne Moleküle in Zellen möglichst präzise abbilden? Eine wichtige Rolle spielen dabei Nanokörper: winzige Fragmente von Antikörpern, die spezifisch an Moleküle binden. Um diese sichtbar zu machen, werden sie mit bestimmten Farbstoffen markiert. Bisherige Farbstoffe funktionieren jedoch oft unzuverlässig. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität und der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) hat nun einen Weg gefunden, dieses Problem zu umgehen: Die Forschenden nutzten „selbstblinkende“ Farbstoffe, die eigenständig zwischen einem hellen und einem dunklen Zustand wechseln können. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nano Letters veröffentlicht.
Links: Superauflösungsaufnahme mithilfe von Nanokörpern mit einem herkömmlichen blinkenden Farbstoff, bei dem das Blinken nur schwach ausgeprägt ist. Rechts: Selbstblinkender Farbstoff, der zu einer verbesserten Bildqualität führt. Beide Bilder zeigen Mikrotubuli: Teile des inneren Struktur-Netzwerks, das den Zellen hilft, ihre Form zu bewahren und den Transport zu organisieren.
Roman Tsukanov and the original publication in Nano Letters (2026) DOI: 10.1021/acs.nanolett.6c02799
Ein selbstblinkender Farbstoff ist ein fluoreszierendes Molekül, das spontan zwischen einem hellen „An“-Zustand und einem dunklen „Aus“-Zustand wechseln kann. Dieses Blinken ist für die Superauflösungsmikroskopie von entscheidender Bedeutung, da es Forschenden ermöglicht, die leuchtenden Moleküle nacheinander zu registrieren und sehr präzise zu lokalisieren. Herkömmliche Farbstoffe können zwar auch blinken, erfordern aber in der Regel spezielle chemische Puffer in der Probenumgebung, sowie sorgfältig kontrollierte Bildgebungsbedingungen. „Nanokörper ermöglichen eine hervorragende Präzision, doch ihr Einsatz in der Superauflösungsmikroskopie war bisher durch die mangelnde Qualität herkömmlicher blinkender Farbstoffe eingeschränkt“, erklärt Dr. Felipe Opazo vom Center for Biostructural Imaging of Neurodegeneration (BIN) an der UMG. „Die Kombination von Nanokörpern mit selbstblinkenden Farbstoffen ermöglicht eine hochgenaue Markierung und zugleich ein zuverlässiges Blinkverhalten. Dadurch wird die Superauflösungsmikroskopie einfacher, besser reproduzierbar und leichter anwendbar.“
Das Team zeigt, dass der Ansatz bei verschiedenen Verfahren der Superauflösungsmikroskopie einsetzbar ist – darunter bei einigen der präzisesten derzeit verfügbaren Methoden in der Fluoreszenzmikroskopie. „Unser Ziel ist es, die Superauflösungsmikroskopie auch außerhalb spezialisierter Mikroskopie-Labore benutzerfreundlicher zu gestalten“, so Dr. Roman Tsukanov, einer der Forschungsleiter und Postdoktorand an der Universität Göttingen. „Selbstblinkende Farbstoffe vereinfachen die Bildgebung erheblich und senken die Einstiegshürde in die Superauflösungsmikroskopie – auch für Forschende ohne spezielles Mikroskopie-Fachwissen aus jeglichen Forschungsbereichen.“
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