Neue Sonden für imagingGreen-Licht für neue bildgebende Sonden
Die Entdeckung des grün fluoreszierenden Proteins (GFP) hat zu vielen Anwendungen in Zell-und Molekularbiologie geführt und revolutioniert viele Bereiche der Biowissenschaften. Das GFP und andere fluoreszierende Proteine (XFPs) sind bei der Entwicklung von optischen Sensoren nützlich, die Informationen über eine Vielzahl von zellulären Eigenschaften und Prozessen liefern. Allerdings berücksichtigen die Sonden, die derzeit im Einsatz sind, nur Umweltveränderungen der optischen Eigenschaften von Fluorophoren, um Veränderungen der zellulären Eigenschaften in ein optisch nachweisbares Signal zu konvertieren. Das Projekt "A novel class of genetically encoded sensors of membrane protein function and structure" (MemsSensors) geht davon aus, dass es auch eine Klasse von Sonden gibt. Das mit Mitteln der EU finanzierte Team wollte diese Hypothese beweisen, indem es den theoretischen Hintergrund für die Entwicklung und den Einsatz solcher Sonden erarbeitete. Die neue Klasse von Sonden nutzt die planaren Eigenschaften der XFP Fluorophore, da ihre optischen Eigenschaften anisotrop sind, - d.h richtungsabhängig. Wenn diese etwa an einer Zellmembran verankert werden, könnten selbst kleine Veränderungen in der Ausrichtung der Fluorophore deutliche Veränderungen bei der beobachteten Fluoreszenz hervorrufen. Die Projektpartner setzen sich verschiedene Ziele, um zu beweisen, dass Fluorophor-Anisotropie als Grundlage für eine Vielzahl von genetisch kodierten Sensoren der Membran-Protein-Aktivität und Struktur dienen kann. Die Entwicklung eines spannungsempfindlichen fluoreszierenden Proteins (VSFP) ergab erste Hinweise auf die Existenz und Anwendbarkeit dieses Phänomens. Die wissenschaftlichen Leistungen dieses EU-geförderten Projekts zeigen, dass Anisotropie von Fluorophoren bei einer erheblichen Anzahl von Membranproteinen in lebenden Zellen beobachtet werden kann. Die Forscher schufen ein bildgebendes Verfahren für die Durchführung von Experimenten, die quantitative Informationen über Membran-Protein-Struktur und Funktion lieferten. Diese Leistung, die auf eine große Anzahl von Proteinen übertragbar ist, hat eine große wissenschaftliche und wirtschaftliche Bedeutung. Diese Technik kann die Entwicklung eines brauchbaren VSFP erleichtern, um Spannungsimpulse, die Informationen tragen, in lebenden Nervenzellen zu entdecken. Mit diesem Ergebnis wird es möglich sein, die Aktivitäten auf dem Gebiet der neurowissenschaftlichen Forschung zu revolutionieren. Ein weiteres wichtiges Ziel wurde mit der Entwicklung einer Vorrichtung erreicht, die eine genaue Überwachung der Konformationsänderungen in Proteinen auf einer Sub-Millisekunden-Zeitskala erlaubt. Dieses Gerät und seine mikroskopische Methode erhielten ein tschechisches Patent und ihre Anwendung wird für ein Patent unter dem Patenarbeitsvertrag (PCT) vorgeschlagen. Die Ergebnisse des Projekts wurden auf verschiedenen wissenschaftlichen Kongressen vorgestellt und in einer Reihe von wissenschaftlichen Publikationen veröffentlicht. Die Projektergebnisse von MemsSensors haben das Potenzial, die Aktivitäten auf dem Gebiet der neurowissenschaftlichen Forschung zu revolutionieren.
