Die Vermessung der Nanowelt
Forscher etablieren einen Maßstab zur genauen Bestimmung von Abständen innerhalb einzelner Moleküle
Eine weltweite Studie mit Beteiligung von 20 Laboren hat eine Methode etabliert und standardisiert, um die Abstände innerhalb einzelner Biomoleküle bis auf ein Millionstel der Breite eines menschlichen Haares exakt zu messen. Die Methode stellt eine wesentliche Verbesserung einer Technologie namens „Einzelmolekül-FRET“ (Förster Resonanz Energie Transfer) dar, bei der die Bewegung und Wechselwirkung von fluoreszenzmarkierten Molekülen auch in lebenden Zellen in Echtzeit überwacht werden kann. Bisher wurde die Technologie hauptsächlich zur Untersuchung von Veränderungen relativer Abstände verwendet, also um festzustellen, ob sich Moleküle angenähert oder weiter voneinander entfernt haben. Prof. Dr. Thorsten Hugel vom Institut für Physikalische Chemie und dem BIOSS Centre for Biological Signalling Studies der Universität Freiburg ist einer der leitenden Wissenschaftler der Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift „Nature Methods“ veröffentlicht worden ist.
Forschende aus der ganzen Welt haben einen Maßstab für die FRET-Technologie definiert, indem sie Entfernungen innerhalb von DNA-Molekülen im Subnanometerbereich gemessen haben.
Hugo Sanabria, Nandakumar Chedikulathu Vishnu/Universität Clemson
FRET funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip wie Annäherungssensoren im Auto: Je mehr sich das Objekt nähert, desto lauter oder häufiger werden die Pieptöne. Statt auf Akustik zu setzen, basiert FRET auf abstandsabhängigen Änderungen des Fluoreszenz-Lichts zweier Farbstoffe, die mithilfe empfindlicher Mikroskope angezeigt werden. Die Technologie hat die Analyse der Bewegung und der Interaktionen von Biomolekülen in lebenden Zellen revolutioniert.
Hugel und seine Kollegen vermuteten, dass nach der Etablierung eines FRET-Standards unbekannte Entfernungen mit großer Sicherheit ermittelt werden können. Durch die Zusammenarbeit der 20 an der Studie beteiligten Labore wurde die Methode so verfeinert, dass Wissenschaftler mit verschiedenen Mikroskopen und unterschiedlicher Analysesoftware die gleichen Abstandstände auch im Subnanometerbereich erhielten.
„Die absolute Abstandsinformation, die mit dieser Methode gewonnen werden kann, ermöglicht es uns nun, Konformationen in beweglichen Biomolekülen präzise zuzuordnen oder sogar deren Strukturen zu bestimmen“, sagt Hugel, der die Studie gemeinsam mit Dr. Tim Craggs (University of Sheffield/Groß-Britannien), Prof. Dr. Claus Seidel (Universität Düsseldorf) und Prof. Dr. Jens Michaelis (Universität Ulm) leitete. Solche dynamischen Strukturinformationen führen zu einem besseren Verständnis der molekularen Maschinen und Prozesse, die für das Leben grundlegend sind.
Originalveröffentlichung
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Zuletzt betrachtete Inhalte
Tacalyx GmbH - Berlin, Deutschland
Verblüffender Zusammenhang zwischen Ernährung, Augengesundheit und Lebenserwartung - "Die Erkenntnis, dass das Auge selbst, zumindest bei der Fruchtfliege, die Lebensspanne direkt regulieren kann, hat uns überrascht"
Wichtige epigenetische Marker für die Anfälligkeit für die Entwicklung von Esssucht identifiziert - Die im Mäusegehirn betroffenen epigenetischen Marker waren auch im Plasma von Menschen verändert
Molekularer Schalter gegen akute Leberentzündung - Hoffnungen auf eine bessere Therapie bei akuter Hepatitis und geringere Transplantationsrate bei betroffenen Patienten
Das alternde Gehirn: Protein-Kartierung liefert neue Erkenntnisse - Forschende der LMU und des Exzellenzclusters SyNergy haben analysiert, wie sich das Proteom bestimmter Hirnzellen im Alter verändert
Röntgenkamera beobachtet Gen-Schalter in Aktion - Neue Methode zur Untersuchung biochemischer Reaktionen
Forschende „filmen“ die Aktivierung eines wichtigen Rezeptors - Studie könnte zur Entwicklung besserer Medikamente beitragen
Tödliches Spinnengift als Grundstoff medizinischer Anwendungen? - Geheimnis der Schwarzen Witwe entschlüsselt
Saccharomyces_boulardii
Saure Zuckerkette als Spermien-Schutz - Therapien für Männer mit geringer Spermiendichte im Fokus
Wieder Innovationswettbewerb des BMBF zur Förderung der Medizintechnik ausgeschrieben - Gewinner werden mit bis zu 200.000 € gefördert
