Fluoreszenzmikroskopie mit Rekord-Auflösung

DNA: RESI ermöglicht Mikroskopie mit Ångström-Auflösung (Bild: Max Iglesias, biochem.mpg.de)

München (pte019/25.05.2023/12:34) - Forschern der Universität München ( https://lmu.de ) und des Max-Planck-Instituts für Biochemie ( https://www.biochem.mpg.de/de ) ist ein Durchbruch in der Fluoreszenzmikroskopie gelungen. Die revolutionäre Technik namens "Resolution Enhancement by Sequential Imaging" (RESI) erhöht die Auflösung bis auf die sogenannte Ångströmskala. Die Experten rechnen folglich mit einem "Paradigmenwechsel bei der Untersuchung biologischer Systeme mit bisher unerreichter Detailgenauigkeit".

Sequenzielle Bildgebung

RESI nutzt die Fähigkeit von DNA-PAINT, die Identität von Zielobjekten durch eindeutige DNA-Sequenzen zu kodieren. Nahe aneinanderlegende Moleküle, die mit klassischer SMLM nicht aufgelöst werden können, werden durch unterschiedliche DNA-Sequenzen markiert. Dadurch entsteht ein zusätzliches Unterscheidungsmerkmal.

Durch sequenzielle Bildgebung erst einer und dann der anderen Sequenz (und damit von Molekülen), können diese nun eindeutig getrennt und aufgelöst werden. Da sie nacheinander abgebildet werden, können die Ziele beliebig nahe beieinander liegen, was mit keiner anderen Technik möglich ist. Darüber hinaus erfordert RESI keine spezialisierten Mikroskope, es kann mit jedem Standard-Fluoreszenzmikroskop angewendet werden, heißt es.

DNA-Doppelhelix analysiert

Die Experten haben mittels RESI den Abstand zwischen einzelnen Basen entlang einer DNA-Doppelhelix, die weniger als einen Nanometer (ein Milliardstel Meter) voneinander entfernt sind, analysiert. In einer DNA-Origami-Nanostruktur, die einzelsträngige DNA-Sequenzen in einem Abstand von nur einem Basenpaar enthielt, konnte das Team einen Abstand von 0,85 nm (oder 8,5 Ångström) zwischen benachbarten Basen auflösen. Diese Messung gelang mit einer Präzision von einem Ångström, oder einem Zehnmilliardstel Meter.

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