Revolutionäre ONE-Mikroskopie enthüllt Proteine in 3D – für jeden Laboralltag
Dora Cichorius
Revolutionäre ONE-Mikroskopie enthüllt Proteine in 3D – für jeden Laboralltag
Forscherinnen und Forscher des Universitätsklinikums Göttingen haben eine neue Methode entwickelt, um Proteine in 3D mit herkömmlichen Labor-Mikroskopen zu untersuchen. Die als ONE-Mikroskopie bezeichnete Technik erreicht Auflösungen von bis zu einem Nanometer – und das zu einem Bruchteil der üblichen Kosten. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachmagazin Nature Biotechnology und wurden damit zu einer der sieben vielversprechendsten Technologien des Jahres 2024 gekürt.
Bei dem Verfahren werden Zellen in ein wasserabsorbierendes Gel eingebettet, das sich ausdehnt und so die Moleküle in der Probe vergrößert. Dadurch können Standardmikroskope Details erfassen, für die sonst hochspezialisierte Geräte nötig wären. In Kombination mit KI-gestützter Analyse rekonstruierte das Team aus zweidimensionalen Fluoreszenzaufnahmen dreidimensionale Proteinstrukturen – eine Leistung, die bisher nur mit Kryo-Elektronenmikroskopie oder Röntgenmethoden möglich war.
Mit dieser Methode gelang es den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, Proteinaggregate in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit von Parkinson-Patienten abzubilden und zu klassifizieren. Die Technik kann strukturelle Veränderungen in geschädigten oder toxischen Proteinen nachweisen und ebnet damit den Weg für eine frühere Diagnose von Krankheiten, die mit Fehlfaltungen von Proteinen zusammenhängen.
Um die Verbreitung der Methode zu fördern, hat das Team die benötigte Software als Open-Source-Paket veröffentlicht. Die Innovation baut auf der Ein-Schritt-Nanometer-Skalierungs-Mikroskopie (ONE) auf und macht hochauflösende Bildgebung für Labore weltweit zugänglicher.
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Die neue Technik bietet eine einfachere und kostengünstigere Möglichkeit, Proteine detailliert zu untersuchen. Ihre Fähigkeit, molekulare Veränderungen in menschlichen Proben sichtbar zu machen, könnte die Früherkennung neurodegenerativer Erkrankungen verbessern. Dank der Open-Source-Werkzeuge können nun auch andere Forschungsgruppen die Methode ohne spezielle Ausrüstung nutzen.
