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Professor Uwe Hartmann, Philip-Morris-Forschungspreisträger und Experte für Nanoskopie, und der Mediziner Dr. Rainer Hanselmann haben ein Verfahren entwickelt, das in ŽnanoskaligenŽ Dimensionen, also im Bereich von millionstel Millimetern, "scharfe" Bilder von Chromosomen in nie dagewesener Auflösung liefert.
Das Rasternahfeldmikroskop macht eine "Landkarte" der Chromosom-Oberfläche möglich und bildet als "Nanostanze" gleichzeitig ein Werkzeug für die Genforschung.
Ziel ist die Abbildung des einzelnen Gens.
Chromosomen sind zu klein auch für die besten herkömmlichen Lichtmikroskope - sie geben im Bereich von einigen zehntausendstel Millimetern auf - und sie sind zu empfindlich für "härtere" Methoden wie Verfahren, die auf Röntgenstrahlung basieren.
Bisher war das beste Ergebnis der mikroskopischen Verfahren ein "unscharfes" Bild und so eher die vage, verschwommene Ahnung als Gewißheit vom Aussehen der Oberfläche der Chromosomen.
Jetzt haben Professor Uwe Hartmann, Experimentalphysiker und Experte für Nanoskopie, und der Mediziner Dr. Rainer Hanselmann, ein Verfahren entwickelt, das in ŽnanoskaligenŽ Dimensionen, also im Bereich von millionstel Millimetern, "scharfe" Bilder von nie dagewesener Auflösung liefert:
Es handelt sich um eine Variante der Rastersondenmikroskopie und nennt sich Optische Rasternahfeldmikroskopie, kurz SNOM, an der die Experimentalphysik in Kooperation mit dem Mikrobiologischen Labor der Homburger Unfallchirurgie arbeitet.
Auch SNOM arbeitet mit Licht - aber das Phänomen der sogenannten Beugungsbegrenzung, das andere Lichtmikroskope an der Kleinheit der Chromosomen scheitern läßt, wird durch einen physikalischen Trick überlistet: Das Licht wird sozusagen eingefangen und kontrolliert im Zaum gehalten:
Es wird über eine mit Aluminium beschichtete Glasfaser geleitet, die einen unkontrollierten Austritt verhindert, und an den Wänden der Faser immer wieder zurückgeworfen und so in die Bahn gelenkt.
Die spitzenförmige Sonde der Glasfaser hat einen Durchmesser von ca. fünf hunderttausendstel Millimetern.
Kombiniert wird diese neue Methode mit dem bereits bekannten Fluoreszenz-Markierungs-Verfahren aus der Biochemie: Hierbei werden genetische Bereiche im Chromosom, also kleinste Genpakete, die untersucht werden sollen, eingefärbt. Auf diese Weise grenzt man den für die jeweilige Untersuchung interessierenden Teil des Chromosoms ein.
Die Sonden-Spitze der Glasfaser fährt dann in unvorstellbar kleinem Abstand über die Probe, fängt die Fluoreszenzsignale auf und SNOM bildet simultan die Oberfläche des Chromosoms samt den eingefärbten Teilen des Chromosoms ab.
Vorteil von SNOM ist nicht nur die Lieferung scharfer - also hochauflösender - Bilder aus der Nanowelt.
Es liefert darüber hinaus eine Landkarte des Chromosoms:
Die Lage des eingefärbten genetischen Bereichs im Chromosom kann exakt lokalisiert werden, was für die biochemische Analyse und die medizinische Schlußfolgerung von enormer Wichtigkeit ist. Außerdem kann das gefärbte Material bezüglich seiner Ausdehnung genauer überschaut werden. Und: es wird nicht zerstört.
Ziel von Hartmann und Hanselmann ist die Abbildung des einzelnen Gens.
Ein Schritt in diese Richtung ist getan: Die beiden Forscher haben das "Nanoextraktionsverfahren" gleich miterfunden. Die Spitze der Glasfaser ist nämlich als Werkzeug einsetzbar.
Mit dieser "Nanostanze" kann gezielt genetisches Material aus dem Chromosom entnommen - praktisch ausgestanzt - werden, um es dann weiter biochemisch zu untersuchen.
Der besondere Clou: Von diesem Extrakt kennt man genau die ehemalige Lage im Chromosom und man weiß, welchen Umfang es hat.
Diese Forschung von Hartmann und Hanselmann kann zu bahnbrechenden Entwicklungen im Kampf gegen in der Erbsubstanz angelegte Krankheiten wie manche Formen des Krebses führen.
Durch SNOM hoffen die Wissenschaftler, in nicht ferner Zukunft vererbbare Krankheiten früh voraussagen zu können, dadurch bereits vor der heutigen Früherkennungsphase Schritte einzuleiten und bessere Behandlungsweisen zu entwickeln.
Sie haben noch Fragen? Dann setzen Sie sich bitte mit
Prof. Uwe Hartmann Tel: 0681/302-3798 o. -3799
in Verbindung.
http://www.uni-saarland.de/matfak/fb10/hartmann/
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Biologie, Chemie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Gesellschaft, Informationstechnik, Mathematik, Medizin, Physik / Astronomie
überregional
Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte
Deutsch
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