2017, Februar

Korrelative Mikroskopie für quantitative Untersuchungen

Mit der korrelativen Mikroskopie (Correlative light and electron microscopy, CLEM) lassen sich fluoreszenzmarkierte Proteine in elektronenmikroskopischen Aufnahmen sichtbar machen. Bislang wird das Verfahren jedoch kaum für quantitative Studien genutzt, da herkömmliche Fluoreszenz-Farbstoffe bei der notwendigen Einbettung der Proben in Epoxidharze ihre Leuchtkraft verlieren. Wissenschaftler vom Paul-Langerhans-Institut Dresden, einem Partner des DZD, haben eine Methode entwickelt, die quantitative CLEM ermöglicht. Diese neue Methode und erste Ergebnisse bei Untersuchung von sekretorischen Insulin-Granula veröffentlichten die Forscher in Scientitic Reports.

Um CLEM für quantitative Untersuchungen nutzen zu können, haben die Forscher zunächst SNAP an Insulin gebunden. SNAP verfügt über eine Bindungsstelle für organische Fluoreszenz-Farbstoffe. Diese Farbstoffe behalten ihre Leuchtkraft auch beim Einfrieren und sogar nach dem Einbetten in Epoxidharz. So lässt sich das mit SNAP fusionierte Insulin markieren und mit CLEM sichtbar machen. Die Forscher nutzen das Verfahren, um die altersbedingte Morphologie und den Abbau von sekretorischen Insulin-Granula im SOFIA Maus-Modell (Study of insulin ageing) zu untersuchen. Dabei konnten sie zeigen, dass die Zahl der Insulin-Granula ab einem Granula-Alter von 3 Tagen abnimmt. Je älter sie sind, desto wahrscheinlicher wird ihr Abbau.

Hintergrundinformation:
Insulin wird in den Betazellen der Bauchspeicheldrüse in Insulin-Granula gespeichert. Wenn mehr Insulin im Blut benötigt wird, wandern die Granula zur Zellmembran und setzen Insulin frei (= Exozytose).

Abbildung:
V.l.: (a) Fluoreszenz von Betazellen der SOFIA-Maus mit Insulin-Granula in grün und magenta. Fluoreszente Beads zur Korrelation in blau. (b) CLEM als Kombination von Fluoreszenz- und Elektronenmikroskopie der in (a) markierten Region. (c) CLEM Detailbild der markierten Region aus (b) mit perfekter Übereinstimmung von Fluoreszenz und Elektronenmikroskopie. Maßstab: (a) 10 µm. (b+c) 1 µm.

Original-Publikation:
Andreas Müller, Martin Neukam, Anna Ivanova, Anke Sönmez, Carla Münster, Susanne Kretschmar, Yannis Kalaidzidis, Thomas Kurth, Jean-Marc Verbavatz & Michele Solimena. A Global Approach for Quantitative Super Resolution and Electron Microscopy on Cryo and Epoxy Sections Using Self-labeling Protein Tags. Scientific Reports 7, Article number: 23 (2017). doi:10.1038/s41598-017-00033-x

 

 

Super Resolution CLEM in Epoxidharzschnitten. Quelle: PLID