Bessere Proben für die Kryo-EM
Eine neue Technologie, das „Freeze-and-Deposit“-Verfahren, zur Probenvorbereitung für die Kryo-Elektronenmikroskopie geht in die Validierungsphase.
Die DESY-Gruppe Controlled Molecule Imaging (CMI) hat ein neuartiges Verfahren "Freeze-and-Deposit" zur Vorbereitung von Proben für die Kryo-Elektronenmikroskopie unter Leitung von Jochen Küpper am Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) entwickelt. In der nächsten Phase wird die Gruppe mit wissenschaftlichen Partnern des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf (UKE) am Centre for Structural Systems Biology (CSSB), das auf dem DESY-Campus angesiedelt ist, und einem Industriepartner zusammenarbeiten. Dieses Validierungsprojekt wird von der Helmholtz-Gemeinschaft mit dem Ziel gefördert, den Transfer dieser innovativen und vielversprechenden Technik in die Anwendung zu beschleunigen.
Forschende nutzen die Kryo-Elektronenmikroskopie als bildgebendes Verfahren, um biologische Proben bis in den atomaren Bereich zu untersuchen. Dank dieser Technologie hat die Bestimmung biomolekularer Strukturen einen gewaltigen Sprung nach vorn gemacht: Diese Charakterisierung spielt beispielsweise bei der Entwicklung neuer Medikamente und der Nachverfolgung von Mutationen molekularer Organismen wie Viren eine wichtige Rolle. In den letzten Jahren wurden die Mikroskope beständig verbessert. Heute arbeiten weltweit über 200 Einrichtungen aus Wissenschaft und Industrie mit Kryo-EM. Und die Zahl wächst.
Die Beschleunigung und Optimierung der Probenvorbereitung ist Voraussetzung, um die rasanten Entwicklungen auf diesem Gebiet voll ausschöpfen zu können. Bisher ist es Standard, eine Probe auf ein Metallgitter zu legen und sie dann bei etwa minus 150 Grad Celsius einzufrieren. Dies ist erforderlich, um eine bessere atomare Auflösung zu erreichen, als es bei Raumtemperatur mit anderen Techniken als der Kryo-EM möglich wäre. Den Untersuchungen der Gruppe zufolge hat der neuartige Ansatz das Potenzial, sowohl die Probenvorbereitung erheblich zu beschleunigen, als auch generell eine Bildgebung mit höherer atomarer Auflösung zu ermöglichen. Denn er ist auf ein breiteres Spektrum von Proben anwendbar und ermöglicht einen höheren Durchsatz.
Die Partner des Validierungs-Projekts haben das Ziel sicherzustellen, dass die Entwicklung am Ende nicht nur optimale Forschung ermöglicht, sondern auch den übrigen Ansprüchen des Marktes etwa im Hinblick auf Handhabung gerecht wird. Die Helmholtz-Gemeinschaft hat für dieses Validierungs-Projekt mit einer Gesamtlaufzeit von zwei Jahren, 725.000 Euro aus ihrem Impuls- und Vernetzungsfond bewilligt.
veröffentlicht
- 04.10.2023
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