Neuartige Technik für die Beobachtung einzelner Proteine
Forscher müssen erkennen können, wie Proteine ?funktionieren, um die biologischen Funktionen zu verstehen, die auf molekularer Ebene ablaufen. Sie erhalten diese Informationen, indem sie Proteine mit fluoreszierenden Stoffen markieren. Das Problem bei diesem Verfahren ist jedoch, dass dadurch die Proteine verändert werden und der biologische Prozess beeinflusst wird. Eine neue Studie aus Deutschland eine neue Methode entwickelt, um einzelne Proteine ?zu beobachten. Die in der Fachzeitschrift Nano Letters präsentierte Forschung wurde zum Teil durch das Projekt SINGLESENS ("Single metal nanoparticles as molecular sensors") finanziert, das von Professor Carsten Sönnichsen geleitet wurde, der im Jahr 2010 eine Finanzhilfe des Europäischen Forschungsrats (ERC) für Nachwuchsforscher (Starting Grant) im Wert von 1,5 Mio. EUR unter dem Siebten Rahmenprogramm der EU (RP7) erhalten hat. Forscher der Johannes Gutenberg-Universität (JGU) in Mainz, Deutschland, haben diese neue Technik entwickelt. "Unsere Methode erlaubt es erstmals, beliebige einzelne Proteine ohne Markierung live zu verfolgen", teilt Univ.-Prof. Dr. Carsten Sönnichsen vom Institut für Physikalische Chemie der JGU und Leitautor der Studie mit. "Wir bekommen dadurch einen ganz neuen Einblick in molekulare Vorgänge und sehen zum Beispiel, wie sehr auf kleinster Ebene alles in ständiger Bewegung ist." Diese innovative Methode beruht auf der Verwendung von Nanopartikeln aus Gold. Die funkelnden Nanoantennen können einzelne, nicht markierte Proteine aufspüren und verändern dann ein klein wenig die Frequenz, also die Farbe. "Technisch gesehen ist das ein enormer Sprung", sagt Professor Sönnichsen. "Wir haben bei der Beobachtung von einzelnen Molekülen eine extrem hohe zeitliche Auflösung erreicht." Forscher können nun die Dynamik eines Protein-Molekül bis auf die Millisekunde genau beobachten. Diese Möglichkeit eröffnet auch Wege, um völlig Neues anzugehen. So können die Wissenschaftler jetzt die Fluktuation der Belegungsdichte verfolgen oder den Vorgang der Protein-Adsorption zeitlich auflösen. "Wir sehen, wie sich Moleküle bewegen, wie sie irgendwo andocken oder wie sich Protein-Moleküle falten, das ist ein Blick in die molekulare Welt", erklärt Dr. Irene Ament aus der Arbeitsgruppe von Sönnichsen und Hauptautorin der Studie. Die neue Technik könnte nicht nur für die Chemie, sondern auch für die Medizin und Biologie von Bedeutung sein. Experten sagen, diese Entwicklung sei ein wichtiger Baustein zur Erforschung von Nicht-Gleichgewichts-Phänomenen auf molekularer Ebene.Weitere Informationen finden Sie unter: Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU): http://www.uni-mainz.de(öffnet in neuem Fenster) Nano Letters: http://pubs.acs.org/journal/nalefd(öffnet in neuem Fenster) Europäischer Forschungsrat: http://erc.europa.eu/(öffnet in neuem Fenster)
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