Forschungssupport mit modernster Licht- und Elektronenmikroskopie
| 24. März 2017
Ein Fransenflügler, auch Thrips genannt, im Raster-Elektronenmikroskop aufgenommen. (Foto: Daniela Gruber)
Aufgenommen an der Core Facility CIUS: Eine Makrofotografie von Sonnentau (Droseraceae) mit erweiterter Schärfentiefe. (Foto: Helmut Goldammer)
Seit über zehn Jahren bietet die Core Facility CIUS an der Fakultät für Lebenswissenschaften neben modernstem Equipment auch Beratung und Lehre an, um Zellstrukturen bis ins Details zu erforschen. Begleiten Sie uns auf eine Reise ins Innere von Zellen, die mit diesem Überblicksartikel startet.
Zellen sind seit mehr als 350 Jahren bekannt, dennoch entdecken wir weiterhin neue Strukturen und auch unser Verständnis der Funktion von Zellen wächst beständig. Fortschritte in dieser Forschung brauchen bestmögliche licht- und elektronenmikroskopische Techniken und ein entsprechendes Equipment, aber auch Erfahrung in der Betreuung und Anwendung der komplexen teuren Geräte und in der Interpretation der Ergebnisse.
Das CIUS Team v.l.n.r.: Marieluise Weidinger, Helmuth Goldammer, Waltraud Klepal, Norbert Cyran, Daniela Gruber, Siegfried Reipert, Irene Lichtscheidl, Ingeborg Lang und Brigitte Schmidt. (Foto: Universität Wien)
Cell Imaging und Ultrastrukturforschung (CIUS) wurde 2006 an der Fakultät für Lebenswissenschaften als Core Facility eingerichtet. Neben fortschrittlicher Video-, Licht- und Elektronenmikroskopie kommen hier Atom-Element-Analysen sowie Fotografie und wissenschaftliche Videographie zur Dokumentation biologischer Themen zum Einsatz.
Damit werden Strukturen verschiedener Komplexitätsgrade verdeutlicht, um zu einem besseren Verständnis von Funktion, ontogenetischen und physiologischen Prozessen sowie phylogenetischen Beziehungen beizutragen. Die technische Ausstattung, das Know-how und die Angebote für Forschung und Lehre befinden sich auf State of the Art-Niveau. CIUS steht Studierenden, Fakultätsangehörigen sowie externen Gästen aus Forschung und Industrie zur Verfügung und ist innerhalb der Universität, aber auch national und international eng vernetzt.
Der Kopf einer Trauermücke (Sciaridae) unter dem Rasterelektronenmikroskop. (Foto: Daniela Gruber)
Die technischen Möglichkeiten von CIUS
Ziel ist es, Struktur und Funktion von Organismen auf allen Ebenen der Komplexität zu erforschen.
Die Ultrastruktur von Zellen lässt sich bei uns mittels Transmissions- und Rasterelektronenmikroskopen (TEM und REM) analysieren.
Das Studium der elementaren Zusammensetzung der Proben mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX), electron-spectroscopic imaging (ESI) und electron energy loss spectroscopy (EELS) ist an REM und TEM möglich.
Diese Makrofotografie mit erweiterter Schärfentiefe zeigt Gipskristalle an Moospflänzchen. (Foto: Ingeborg Lang)
Die Dynamik von Organismen und ihren Zellen beobachten wir mit Lichtmikroskopen (LM) für Routinezwecke. Strukturen unter der Auflösungsgrenze werden in hochauflösenden LMs (Video-enhanced contrast microscopy und ultraviolet microscopy) in ihrer Dynamik sichtbar.
Für die Fluoreszenzmikroskopie stehen zusätzlich zu den Routinemikroskopen ein inverses und ein aufrechtes Confocales Laser Scanning Mikroskop (CLSM) zur Verfügung.
Mikromanipulation erlaubt die mechanische Stimulierung von Zellen und die Injektion von verschiedenen Reagenzien.
Die Präparation der Proben ist nicht nur entscheidend für die Qualität der Ergebnisse im Elektronenmikroskop, sondern auch bei vielen Techniken im Lichtmikroskop, wie z.B. bei der Immunfärbung. Die Verbesserung der Fixierverfahren und die Entwicklung von Präparationsprotokollen ist daher einer unserer Schwerpunkte.
Die Dokumentation der beobachteten Organismen ist oft schwierig, weil sie zu klein sind für normale Fotos oder Videos und zu groß für das Mikroskop. Einer unsere Schwerpunkte liegt daher auf der guten Ausstattung mit Makroskopen und Stereomikroskopen sowie der notwendigen Beleuchtung und entsprechenden Kameras.
Autofluoreszenz der Chloroplasten einer Grünalge (Spirogyra sp) im Konfokalen Laser Scanning Mikroskop. (Foto: Irene Lichtscheidl)
Die Ziele von CIUS
Die technische Bereitstellung des Equipments ist ein Arbeitsschwerpunkt von CIUS. Es stehen vier Elektronenmikroskope und das zugehörige technische Equipment, zwei Konfokal-Mikroskope, einige Routinemikroskope für Fluoreszenz und andere lichtmikroskopische Kontrastverfahren, zwei Live Cell Imaging Mikroskope und Mikroskope für fortgeschrittene Praktika mit Studierenden zur Verfügung. Darüber hinaus betreibt CIUS alle Geräte, die für die Probenpräparation und die wissenschaftliche Dokumentation gebraucht werden.
Fachlich beraten die MitarbeiterInnen der Core Facility bei der Erarbeitung von Versuchsprotokollen, schulen in unterschiedliche Techniken ein, betreuen bei der Verwendung der Geräte, und helfen bei der Interpretation der Ergebnisse.
Futuristisch muten oftmals die Fotografien aus dem Rasterelektronenmikroskop an. Im Bild eine Detailaufnahme einer Ameise. (Foto: Daniela Gruber)
Techniken der Licht- und Elektronenmikroskopie werden in Theorie und Praxis gelehrt. Vertiefende Seminare von technischen und forschungsrelevanten Themen werden abgehalten, LehrerInnen über Schulkooperationen up to date gehalten.
Die WissenschaftlerInnen der Core Facility betreiben zudem ihre eigene Forschung und betreuen auch Masterstudierende und DoktorandInnen. Dies gewährleistet eine gute Vernetzung in der Internationalen Scientific Community und Inspiration für methodischen Fortschritt.
Fortsetzung folgt …
