Super-Auflösungs-Mikroskopie mit DNA-Molekülen

Mikroskope haben maßgeblich zu unserem Verständnis physikalischer und biologischer Vorgänge beigetragen. Viele dieser Prozesse finden auf der Größenskala einzelner Moleküle im Nanometerbereich statt. Obwohl es möglich ist einzelne Moleküle mittels Fluoreszenzmarkierung zu detektieren, können diese auf Grund der Beugungsbegrenzung des optischen Lichtes nur getrennt sichtbar gemacht werden, falls ihr Abstand mehr als 200 Nanometer beträgt. Dieser Abstand ist zwar ca. 1000-mal kleiner als die Dicke eines menschlichen Haares, aber immer noch 100-mal größer als ein einzelnes Molekül. Obwohl dieses Beugungslimit lange als unumstößlich galt, erlebte die Fluoreszenzmikroskopie eine wahre Renaissance durch die Entwicklung sogenannter Super-Auflösungs-Verfahren, für die drei Forscher (u.a. Prof. Stefan Hell vom Max-Planck-Institut in Göttingen) im Jahr 2014 den Nobelpreis in Chemie erhielten. Nach einer Einführung in die Grundlagen und Anwendungen der Super-Auflösungs-Mikroskopie, diskutiere ich auch Limitierungen aktueller Techniken, insbesondere im Bereich des sogenannten „Multiplexing“, dem gleichzeitigen Beobachten verschiedenartiger Moleküle. Im zweiten Teil des Vortrags stelle ich Super-Auflösungs-Ansätze vor, die neuartige DNA-basierte Fluoreszenzsonden aus der DNA-Nanotechnologie nutzen und so Einschränkungen bisheriger Methoden aufheben können.