Schlussbericht zum Vorhaben: Neue Fluoreszenzmarker für die Protected- und Mehrfarben-STED-Mikroskopie (STEDlabel) des Verbundprojekts: Erarbeitung der Grundlagen für eine dreidimensionale Lebendzell-Nanoskopie (3D-Nano-Life-Cell)

Abstract

Die Fluoreszenzmikroskopie stellt eine der wichtigsten und meistgenutzten Methoden in den Lebenswissenschaften dar. Moderne Lichtmikroskopie-Methoden erlauben es in Auflösungsbereiche weniger Nanometer vorzudringen. Im Verbundvorhaben wurden höchstauflösende Lichtmikroskopieverfahren – insbesondere MINFLUX und MINSTED – und dafür optimierte Farbstoffe und Markierungsstrategien erforscht, um lebende Zellen auf der Nanometerskala zu untersuchen. Im Teilvorhaben wurden fotoaktivierbare synthetische Fluorophore und fotokonvertierbare oder fotoschaltbare fluoreszierende Proteine erzeugt. Mehrere der neuen fotokonvertierbaren fluoreszierenden Proteine eignen sich für die MINFLUX-Lebendzellnanoskopie. Dutzende synthetische Farbstoffe wurden entworfen und synthetisiert, die sich für die STED-Mikroskopie eignen. Von den fotoaktivierbaren Farbstoffen eignen sich mehrere speziell für die neue MINSTED-Nanoskopie, die im Rahmen des Teilvorhabens erfunden und etabliert wurde.

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Fluorescence microscopy is one of the most important and most widely used methods in the life sciences. Modern light microscopy methods make it possible to penetrate into resolution ranges of just a few nanometres. In the joint project, high-resolution light microscopy methods - in particular MINFLUX and MINSTED - and optimised dyes and labelling strategies were researched in order to examine living cells on the nanometre scale. In the sub-project, photoactivatable synthetic fluorophores and photoconvertible or photoswitchable fluorescent proteins were produced. Several of the new photoconvertible fluorescent proteins are suitable for MINFLUX live cell nanoscopy. Dozens of synthetic dyes have been designed and synthesised that are suitable for STED microscopy. Several of the photoactivatable dyes are particularly suitable for the new MINSTED nanoscopy, which was invented and established within the sub-project.