Fluoreszenz-Mikroskopie: Moleküle per Handschlag begrüßen

Nervenzellen können bis zu 200 Mal in einer Sekunde feuern - wie diese Ausdauerleistung im Einzelnen zustande kommt, erforscht ein Team am Institut für Chemie und Biochemie der Freien Universität Berlin

Es klingt noch immer wie ein wenig wie Science Fiction: Ein Forscher möchte wissen, was im Inneren des Menschen vor sich geht, und dafür blickt er einfach mit einem wundersamen Gerät in dessen Körper. Er durchleuchtet die Zellen, zoomt einzelne Moleküle heran und beobachtet ihre Bewegungen. Tatsächlich ist der Forscheralltag der Utopie schon verblüffend nahe gekommen. Wenn Volker Haucke in einem Kellerraum des Instituts für Chemie und Biochemie an der Freien Universität Berlin in sein Fluoreszenz-Mikroskop blickt, dann kann er das molekulare Geschehen in lebenden Zellen beobachten: "Wir können die Moleküle quasi mit Handschlag begrüßen", so beschreibt der Zellbiologe seine Forschung. Der Trick besteht darin, bestimmte Moleküle gezielt mit einem fluoreszierenden Farbstoff zu markieren, der sie in ihrer normalen Funktion aber keineswegs behindert. Bestrahlt man dann Zellen, die in einer Nährlösung schwimmen, mit Licht einer bestimmten Wellenlänge, dann leuchten die Moleküle auf und senden Licht von einer anderen Farbe zurück.

Die Mikroskope sind inzwischen so empfindlich, dass die besten unter ihnen auf diese Weise sogar einzelne Moleküle erspähen können. Selbst Filmaufnahmen sind mit der Technik möglich. Die Geräte ermöglichen den Blick auf ein Gewimmel von Tausenden verschiedener Eiweißstoffe - jeder einzelne hat seine lebenswichtige Aufgabe in der komplizierten chemischen Choreographie der Zellen, die ganze Organismen und letztlich denkende, fühlende Wesen entstehen lässt. Haucke hat mit seinem jungen Team auf diese Weise gerade einen neuen Akteur entdeckt: Das Molekül "Stonin 2" trägt dazu bei, dass Nervenzellen dauerhaft Reize weiterleiten können, ohne bei längerer Beanspruchung zu ermüden. Ein ähnliches Molekül kennt man bereits bei Fruchtfliegen - wenn bei ihnen das Eiweißmolekül "Stoned" durch eine Mutation defekt ist, dann erstarren die Fliegen unter bestimmten Bedingungen wie versteinert.

Quelle: idw / Freie Universität Berlin