FRANKFURT. Mit einem sogenannten Cryo Plasma-FIB (engl. Plasma Focused Ion Beam) Rasterelektronenmikroskop mit Nanomanipulator erweitert die Goethe-Universität ihre Forschungsinfrastruktur um ein leistungsstarkes Instrument. Am Buchmann Institute for Molecular Life Sciences auf dem Campus Riedberg wurde das Mikroskop am Donnerstag eingeweiht – als erstes seiner Art in Hessen und eines von nur wenigen in ganz Deutschland.

Das Großgerät arbeitet mit einem fokussierten Plasma-Ionenstrahl, mit dem winzige Schnitte aus biologischen Zellen präpariert werden können – sogenannte Nanobiopsien mit Abmessungen im Nanometer-Bereich. Der entscheidende Vorteil gegenüber herkömmlichen Ionenstrahl-Mikroskopen: Der Plasmastrahl arbeitet schonender und schneller, was besonders bei empfindlichen biologischen Proben wie wasserhaltigen Zellen von Bedeutung ist. Diese ultradünnen Schnitte können anschließend sowohl im Rasterelektronenmikroskop als auch im Transmissionselektronenmikroskop untersucht werden. So lassen sich etwa Proteinstrukturen in ihrer natürlichen Umgebung sichtbar machen oder zelluläre Veränderungen bei Krankheiten, wie Alzheimer oder Krebs, auf molekularer Ebene nachvollziehen.

„Dieses Mikroskop schafft eine Brücke zwischen Medizin und struktureller Zellbiologie und eröffnet somit völlig neue Möglichkeiten für unsere Forschung“, betont Prof. Achilleas Frangakis, der das Großgerät im Wert von 5,6 Millionen Euro eingeworben hat. „Wir können nun biologische Prozesse im Mikroskop sichtbar machen, die bisher verborgen blieben – etwa wie Proteine in Zellen im immer noch unbekannten physiologischen Kontext zusammenarbeiten oder sogar wie sich Krankheiten auf Nanoebene entwickeln.“

Die gemeinnützige Dr. Rolf M. Schwiete Stiftung leistete einen erheblichen Beitrag zur Finanzierung des Mikroskops, wofür sie mit einer Plakette am Gerät gewürdigt wurde. Für die Stiftung ist die Unterstützung qualitativ hochwertiger, medizinischer Forschungsprojekte ein zentrales Anliegen, um einen Beitrag zur Verbesserung von Forschungsbedingungen und zur Weiterentwicklung medizinischer Erkenntnisse zu leisten.

Prof. Bernhard Brüne, Vizepräsident für Forschung an der Goethe-Universität, hob hervor: „Ohne diese großzügige Förderung wäre diese Anschaffung nicht möglich gewesen. Das Gerät ist für die Arbeit im Exzellenzcluster SCALE unverzichtbar – es erlaubt den Forschenden, die Architektur von Zellen in bisher unerreichter Detailgenauigkeit zu untersuchen.“

SCALE (Subcellular Architecture of Life) ist ein gemeinsames Forschungsprojekt von Goethe-Universität und Johannes Gutenberg-Universität Mainz im Verbund der Rhein-Main-Universitäten (RMU), den Max-Planck-Instituten für Biophysik und Hirnforschung sowie weiteren Partnern. Forschende untersuchen dort, wie zelluläre Strukturen aufgebaut sind und wie Fehler in diesem molekularen Bauplan zu Krankheiten führen. Das neue Mikroskop ermöglicht es, genau diese fehlerhaften Strukturen in Krebszellen oder bei neurodegenerativen Erkrankungen dreidimensional abzubilden und zu analysieren.

Prof. Maike Windbergs, Forschungsdekanin am Fachbereich Biochemie, Chemie und Pharmazie, verwies darauf, dass das Gerät den Standort Frankfurt für internationale Kooperationen deutlich attraktiver mache. Prof. Martin Pos, Studiendekan am Fachbereich, betonte zudem, dass Studierende und Promovierende hier Zugang zu einer Technologie erhielten, die weltweit nur an wenigen Standorten verfügbar sei – ein wichtiger Baustein für ihre wissenschaftliche Ausbildung und spätere Karriere.
Prof. Inga Hänelt, Sprecherin des Exzellenzclusters SCALE, unterstrich, dass das Mikroskop von Forschenden beider RMU-Partneruniversitäten sowie den weiteren Partnern genutzt werde und neue Einblicke in die subzelluläre Architektur des Lebens erlaube.

Erste Aufnahmen konnten bereits eine Zellstruktur entschlüsseln, die für die menschliche Nierenfunktion entscheidend ist. Das Mikroskop steht nun für vielfältige Forschungsprojekte zur Verfügung.