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Grenzen sprengen

18. Leibniz-Kolleg Potsdam widmet sich den neuen Möglichkeiten der Nanomikroskopie

Nanomikroskopie ist das Thema des diesjährigen Leibniz-Kollegs Potsdam, das vom 21. bis 23. Mai 2014 an der Universität Potsdam stattfindet. Den Hauptvortrag hält Prof. Dr. Stefan Hell, der Erfinder der Stimulated Emission Depletion (STED)-Mikroskopie und vielfache Preisträger vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie und der Universität Göttingen. Eine Reihe weiterer öffentlicher Vorträge und Führungen zur Thematik richten sich insbesondere auch an Schülerinnen und Schüler sowie an Studierende.

Stefan Hell hält seinen Vortrag  mit dem Titel „Schärfer als erlaubt: Lichtmikroskopie sprengt alte Grenzen“ auf der Festveranstaltung, die am 22. Mai im Auditorium maximum auf dem Campus Am Neuen Palais stattfindet. In diesem feierlichen Rahmen zeichnet das Leibniz-Kolleg  Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler für hervorragende Leistungen aus. Am 21. Mai gibt es öffentliche Einführungsvorträge zur Thematik und es besteht die Möglichkeit, an  Diskussionen und Führungen teilzunehmen.
Prof. Dr. Ralph Gräf aus dem Institut für Biochemie und Biologie der Universität Potsdam beschäftigt sich in seinem Vortrag mit der „Geschichte der Mikroskopie“. Seit jeher ist die visuelle Beobachtung ein wichtiges Instrument der biologischen Forschung. Vieles in der Biologie spielt sich jedoch jenseits der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges ab. Daher hat die Mikroskopie in der biologischen und medizinischen Forschung eine herausragende Bedeutung erlangt. Die Entwicklung von Mikroskopen ist untrennbar mit der Geschichte der Zellbiologie verbunden. Die ersten Mikroskope wurden von Antoni von Leeuvenhoek und Robert Hooke bereits Mitte des 17. Jahrhunderts gebaut. Seither hat eine kontinuierliche Weiterentwicklung bis zu heutigen computergesteuerten Hochauflösungsmikroskopen stattgefunden und zu kaum für möglich gehaltenen Erkenntnissen hinsichtlich Bau und Funktion von Zellen geführt.
Die Frage „Bunte Bilder von künstlichen Zellmembranen – Was lernen wir von Modellsystemen?“ wird Dr. Roland Knorr vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung  beantworten. Ein unverzichtbarer Bestandteil der Wissenschaft sind Modellsysteme. Einzelaspekte komplizierter Systeme, wie beispielsweise einer Zelle, können so unter genau definierten Bedingungen studiert werden. Die Zellmembran ist eine sehr komplexe Barriere. Sie grenzt das Innere einer Zelle von ihrer Umwelt ab, und ihre Präsenz ist damit eine der fundamentalen Vorraussetzungen für das Leben. Funktionen und Eigenschaften der Membran werden häufig an Modellsystemen untersucht. Der Referent stellt solch ein Modell vor und erläutert dessen Erforschung mit Hilfe modernster Mikroskopie.
Dr. Carsten Hille aus dem Institut für Chemie der Universität Potsdam referiert über die „Optische Analyse lebender Zellen mittels moderner Ansätze der Laser-Fluoreszenzmikroskopie“. Die Zelle ist die grundlegende strukturelle und funktionelle Einheit aller lebenden Organismen. Sie kann als winzige, aber sehr komplexe Fabrik verstanden werden, in der zu jeder Zeit eine Vielzahl von Prozessen gleichzeitig ablaufen. Wenn wir einzelnen lebenden Zellen oder sogar einzelnen Molekülen in der Zelle bei der Arbeit zusehen wollen, ist die Fluoreszenzmikroskopie heutzutage eine unverzichtbare Methode dafür. Im Vortrag wird gezeigt, wie unter Verwendung von Laserlicht einzelne Photonen (Lichtteilchen) von Fluoreszenzfarbstoffen (leuchtende Moleküle) exakt gezählt werden können. Dies ist die Grundlage für die sogenannte Fluoreszenzlebenszeitmikroskopie, mit der es möglich ist, die chemische Umgebung von Farbstoffmolekülen, sogar in lebenden Zellen, genau zu beschreiben. Viele Strukturen innerhalb der Zelle sind kleiner als die Wellenlänge sichtbaren Lichts und können deshalb mit herkömmlichen Mikroskopen nicht räumlich aufgelöst werden. In den vergangenen Jahren sind aber neue Mikroskopiemethoden zur Unterschreitung der sogenannten Beugungsgrenze entwickelt worden. Eine solche Methode wird vorgestellt, bei der die Fluoreszenzfarbstoffmoleküle zufällig ihren Leuchtzustand ändern. Aus hintereinander aufgenommenen Einzelbildern wird dann ein hochaufgelöstes Bild errechnet, und somit werden kleinste zelluläre Strukturen sichtbar.
Schließlich widmet sich PD Dr. Ralph Hölzel vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik dem Thema „Von der Nanomikroskopie zur Nanomanipulation –  Hantieren mit Mikro- und Nanoteilchen“. Über die passive Beobachtung der Vorgänge im Nanokosmos hinaus ist es von größtem Interesse, auch aktiv Einfluss zu nehmen auf die Objekte und Vorgänge des Nanokosmos. Dafür sind in den vergangenen Jahren faszinierende Methoden entwickelt worden, die es erlauben, im Extremfall mit einzelnen Atomen zu „hantieren“. Der Referent stellt einige dieser Methoden mit ihren Stärken und Grenzen vor. Ein Schwerpunkt werden dabei Objekte mit biologischer Relevanz sein, also lebende Zellen, Viren und Biomoleküle wie DNA und Proteine. Diese lassen sich unter anderem mit Hilfe elektrischer Felder im Nano- bis Makromaßstab bewegen, sortieren oder orientieren. Sowohl gegenwärtige als auch zukünftige Anwendungsmöglichkeiten in der Biotechnologie und in der Grundlagenwissenschaft sind ebenfalls Gegenstand des Vortrages.
Das Leibniz-Kolleg Potsdam hat es sich zum Ziel gesetzt, naturwissenschaftliche Forschung für einen breiten Kreis von Zuhörern wahrnehmbar und interessant zu machen. Die gewählten Themen greifen deshalb gerade solche auch in Potsdam vertretene Forschungsgebiete auf, in denen in allernächster Zeit für die Menschheit bewegende Entdeckungen erwartet werden. Mitveranstalter des Leibniz-Kollegs sind das Institut für Biochemie und Biologie der Universität Potsdam, das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (FhIBMT), das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKGF), innoFSPEC Potsdam sowie die UP Transfer GmbH an der Universität Potsdam.  Die Veranstaltung wird präsentiert von den Potsdamer Neuesten Nachrichten.  Der Besuch ist kostenlos.

Einführungsvorträge  

Zeit:  21.5.2014, ab 10.15 Uhr
Ort: Campus Golm, Karl-Liebknecht-Str. 24-25, 14476 Potsdam, Haus 27, Hörsaal 0.01
Anmeldung für Gruppen: leibnizuni-potsdamde

Lab Tour im Wissenschaftspark Golm

Zeit:  21.5.2014, ab 13.30 Uhr
Treffpunkt: Campus Golm, Karl-Liebknecht-Str. 24-25, 14476 Potsdam, Haus 27,
Anmeldung: leibnizuni-potsdamde, speziell für Schüler und Lehrer

Hauptvortrag und Preisverleihungen

Zeit: 22.5.2014, 16.00 Uhr
Ort: Campus Am Neuen Palais, Am Neuen Palais 10, 14469 Potsdam, Haus 8, Auditorium maximum

Forschungsseminar

Zeit: 23.5.2014, ab 8.30 Uhr
Ort: Raum „Schwarzschild“, Wissenschaftsetage im Bildungsforum, Am Kanal 47, 14467 Potsdam

Kontakt: Dr. Barbara Schneider, Dekanat Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Telefon: 0331 977-2960
E-Mail: leibnizuni-potsdamde
Internet: www.leibniz-kollegpotsdam.de

Medieninformation 15-05-2014 / Nr. 073
Dr. Barbara Eckardt

Universität Potsdam
Referat Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Am Neuen Palais 10
14469 Potsdam
Tel.: +49 331 977-2964
Fax: +49 331 977-1130
E-Mail: presseuni-potsdamde
Internet: www.uni-potsdam.de/presse

Online gestellt: Edda Sattler