{"id":11463,"date":"2016-12-13T14:29:04","date_gmt":"2016-12-13T13:29:04","guid":{"rendered":"http:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=11463"},"modified":"2016-12-13T15:39:21","modified_gmt":"2016-12-13T14:39:21","slug":"optischer-traktorstrahl-haelt-bakterien-fest","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/optischer-traktorstrahl-haelt-bakterien-fest\/","title":{"rendered":"Optischer Traktorstrahl h\u00e4lt Bakterien fest"},"content":{"rendered":"<figure id=\"attachment_11524\" aria-describedby=\"caption-attachment-11524\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-11524\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/blog_Traktorstrahl-300x208.jpg\" alt=\"Verteilung der Erbinformation in einer Escherichia coli-Bakterienzelle: Physikern der Universit\u00e4t Bielefeld und der Goethe-Universit\u00e4t ist es erstmals gelungen, diese Verteilung mit h\u00f6chster optischer Aufl\u00f6sung aufzunehmen, ohne die Zelle auf einem Glassubstrat zu verankern. Foto: Universit\u00e4t Bielefeld\" width=\"300\" height=\"208\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/blog_Traktorstrahl-300x208.jpg 300w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/blog_Traktorstrahl.jpg 650w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-11524\" class=\"wp-caption-text\">Verteilung der Erbinformation in einer Escherichia coli-Bakterienzelle: Physikern\u00a0 ist es erstmals gelungen, diese Verteilung mit h\u00f6chster optischer Aufl\u00f6sung aufzunehmen, ohne die Zelle auf einem Glassubstrat zu verankern. Foto: Universit\u00e4t Bielefeld<\/figcaption><\/figure>\n<p><strong><em>Bakterien, in einem Laserstrahl unter dem Mikroskop schwebend \u2013 dieses Science Fiction-Szenario haben Physiker der Universit\u00e4t Bielefeld und der Goethe-Universit\u00e4t zusammen realisiert. Und damit bakterielle DNA in 3D analysiert.<\/em><\/strong><!--more--><\/p>\n<p>Wenn Forscher Blutzellen, Algen oder Bakterien mit dem Mikroskop untersuchen, m\u00fcssen sie diese bisher auf Tr\u00e4germaterial, etwa Glaspl\u00e4ttchen, befestigen. Physiker der Goethe-Universit\u00e4t und der Universit\u00e4t Bielefeld haben eine Methode entwickelt, biologische Zellen mit einem Laserstahl festzuhalten. Mit diesem Verfahren \u2013 im Science Fiction als \u201eTraktorstrahl\u201c bekannt &#8211; haben sie hochaufl\u00f6sende Aufnahmen der DNA in einzelnen Bakterien erhalten. Die Studie erscheint in der aktuellen Ausgabe von \u201eNature Communications\u201c.<\/p>\n<p>Forscher, die biologische Zellen mikroskopieren wollen, stehen mitunter vor dem Problem, dass sich die Zellen durch die Vorbehandlung ver\u00e4ndern. Viele Bakterien schwimmen lieber frei in L\u00f6sung. \u00c4hnlich ist es bei Blutzellen: Sie sind st\u00e4ndig in schnellem Fluss. Haften sie auf einer Oberfl\u00e4che, ver\u00e4ndert sich ihr Aufbau und sie sterben.<\/p>\n<blockquote><p>\u201eDas Besondere ist, dass die Proben nicht nur ohne Tr\u00e4germaterial fixiert werden, sie lassen sich dar\u00fcber hinaus auch drehen und wenden. Der Laserstrahl fungiert als verl\u00e4ngerte Hand f\u00fcr mikroskopisch kleines Hantieren\u201c, Prof.\u00a0Thomas Huser, Leiter der Forschungsgruppe Biomolekulare Photonik an der Universit\u00e4t Bielefeld.<\/p><\/blockquote>\n<p>Die Bielefelder Physiker haben das Verfahren f\u00fcr den Einsatz in der hochaufl\u00f6senden Fluoreszenzmikroskopie weiterentwickelt. Sie gilt als Schl\u00fcsseltechnologie in der Biologie und Biomedizin, weil damit erstmals biologische Prozesse auf einer Gr\u00f6\u00dfenskala in lebenden Zellen untersucht werden k\u00f6nnen, die bisher der Elektronenmikroskopie vorbehalten war. F\u00fcr Aufnahmen mit solchen Mikroskopen reichern Forscher um Prof. Mike Heilemann vom Institut f\u00fcr Physikalische und Theoretische Chemie der Goethe-Universit\u00e4t\u00a0die zu untersuchenden Zellen mit Farbstoffen an. Diese beginnen\u00a0zu leuchten beginnen, wenn ein Laserstrahl auf sie gerichtet ist. Mit einem Sensor l\u00e4sst sich diese Fluoreszenzstrahlung aufzeichnen, damit sind sogar dreidimensionale Aufnahmen der Zelle m\u00f6glich.<\/p>\n<p>In der neuen Methode dient ein zweiter Laserstrahl als optische Falle, um die Zellen unter dem Mikroskop schweben zu lassen und gezielt zu bewegen. \u201eDer Laserstrahl ist sehr intensiv, aber f\u00fcr das Auge unsichtbar, weil es sich um Infrarotlicht handelt\u201c, sagt Robin Diekmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe Biomolekulare Photonik. Den Bielefelder Physikern ist es gelungen, mit ihrer Methode Bakterienzellen so festzuhalten und zu drehen, dass die Zellen von mehreren Seiten abgebildet werden k\u00f6nnen. Dank der Drehung konnten die Forscher die dreidimensionale Struktur der DNA mit circa 0,0001 Millimeter Aufl\u00f6sung untersuchen.<\/p>\n<p>Professo Huser und sein Team wollen die Methode so weiterentwickeln, dass sie damit das Zusammenspiel von lebenden Zellen beobachten k\u00f6nnen. Damit k\u00f6nnten sie zum Beispiel untersuchen, wie Krankheitserreger in Zellen eindringen.<\/p>\n<p>[dt_call_to_action content_size=&#8220;small&#8220; background=&#8220;fancy&#8220; line=&#8220;true&#8220; animation=&#8220;fadeIn&#8220;]<br \/>\n<strong>Publikation<\/strong>:<br \/>\nRobin Diekmann, Deanna Wolfson, Christoph Spahn, Mike Heilemann, Mark Sch\u00fcttpelz, Thomas Huser: Nanoscopy of bacterial cells immobilized by holographic optical tweezers. Nature Communications, http:\/\/www.nature.com\/articles\/ncomms13711, ver\u00f6ffentlicht am 13. Dezember 2016<br \/>\n[\/dt_call_to_action]<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/ekvv.uni-bielefeld.de\/blog\/pressemitteilungen\/entry\/optischer_traktorstrahl_h%C3%A4lt_bakterien_fest\" target=\"_blank\">Pressemitteilung der Universit\u00e4t Bielefeld<\/a><\/p>\n<p>Zur Fluoreszenzmikroskopie siehe auch <a href=\"http:\/\/www.forschung-frankfurt.uni-frankfurt.de\/59324002\/FoFra_2015_2_Mikroskopie_Pointillismus_mit_einzelnen_Molekuelen.pdf\" target=\"_blank\">Mike Heilemann: &#8222;Pointillismus mit einzelnen Molek\u00fclen&#8220;, in: Forschung Frankfurt 2.2015<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Bakterien, in einem Laserstrahl unter dem Mikroskop schwebend \u2013 dieses Science Fiction-Szenario haben Physiker der Universit\u00e4t Bielefeld und der Goethe-Universit\u00e4t zusammen realisiert. 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