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2005

(zusammengefasst aus den Texten von) ALFONS KRIEGLSTEINER (02.04.2005 und 19.04.2005, OÖN Textarchiv)

Bis zum Vorjahr wurde der beste Nachwuchs-Physiker der JKU mit dem Physik-Oscar belohnt. Weil die Bezeichnung "Oscar" aber urheberrechtlich geschützt ist, heißt der Preis nun "Wilhelm Macke Award". Gewonnen hat ihn der Salzburger Mario Brameshuber (26).

Heraus aus dem Elfenbeinturm der Wissenschaft, diese Idee steckt hinter dem Wettbewerb. Und am souveränsten gelang dies heuer Mario Brameshuber. In seiner von Uniprofessor Gerhard Schütz betreuten Diplomarbeit am Institut für Biophysik ging der gebürtige Salzburger der Frage nach, was passiert, "wenn Molekülen das Licht ausgeknipst wird".

Unser Körper besteht aus mehr als hundert Billionen Zellen. Ihre Hülle bilden seifenartige Moleküle (Lipide), die eine Membran formen - wie eine Doppellage Seifenblasen. In dieser Membran befinden sich Proteine (Eiweißmoleküle). Sie schleusen Teilchen in Zellen hinein oder aus ihnen heraus, leiten Signale ins Innere und zu Nachbarzellen.

Größe und Abstand vieler Proteine liegen im Bereich von wenigen Millionstel Millimetern. Deshalb sind Proteine und ihre Aggregate ("Cluster") in Zellmembranen mit konventionellen optischen Verfahren nicht getrennt beobachtbar.

Mit der am Linzer Biophysik-Institut etablierten Technik der Einzelmolekül-Mikroskopie war man bisher in der Lage, einzelne, weit voneinander entfernte und mit Farbstoffen markierte Moleküle auf der Membran lebender Zellen zu verfolgen. Allerdings scheiterte man an der direkten Sichtbarmachung eng aneinander liegender Proteine und ihrer Cluster.

Das Licht "ausgeknipst"

Mit der am Linzer Biophysik-Institut etablierten Technik der Einzelmolekül-Mikroskopie war man bisher in der Lage, einzelne, weit voneinander entfernte und mit Farbstoffen markierte Moleküle auf der Membran lebender Zellen zu verfolgen. Allerdings scheiterte man an der direkten Sichtbarmachung eng aneinander liegender Proteine und ihrer Cluster.

Mit Brameshubers Technik ist es nun möglich, diese Strukturen direkt sichtbar zu machen. Man nutzt dabei die Tatsache, dass extrem starkes Laserlicht Farbstoffe zerstört - ihnen sozusagen "das Licht ausknipst".

In einem definierten Bereich der Zellmembran werden alle an Proteine gekoppelten Farbstoffe gebleicht. Proteine und Cluster, die durch ihre Eigenbewegung in den gebleichten Bereich gelangen, sind nun einzeln beobachtbar. Die Methode gestattet den Zugang zu bisher verborgenen Eigenschaften von Zellmembranen.

Brameshuber sprach von frei beweglichen "Flößen auf der Membran", die erstmals direkt in lebenden Zellen beobachtet werden konnten. Diese Aggregate haben biologisch einen entscheidenden Vorteil gegenüber isolierten Proteinen: Sie sind füreinander Interaktionspartner, die Signale können rasch ins Zellinnere geleitet werden.

Die Weiterleitung der Signale ist notwendig, wenn ein Krankheitserreger gebunden hat. Zur Bekämpfung des Erregers kann sich die Zelle teilen oder chemische Botenstoffe aussenden, mit denen sie andere Zellen anlockt. Wenn man diese Interaktionen versteht, kann man an Zellkulturen gezielt die Wirkung von Medikamenten testen - und hat wichtige Erkenntnisse in der Grundlagenforschung gewonnen.

Origineller Einfall

Brameshuber, der später "im Ausland in der Forschung" tätig sein will, beeindruckte die gut 300 Zuhörer mit einem wohl durchdachten Vortrag, garniert mit anschaulichem Versuchsmaterial. Besonders originell war sein Einfall, die Proteine auf der Zellmembran durch Simpson-Figuren darzustellen. So hatte er auch die Lacher auf seiner Seite.

"Mein Vorteil gegenüber den Konkurrenten war, dass deren Themen mehr theoretischer Natur waren und sich nicht so leicht schulgerecht aufbauen ließen", blieb er nach dem Sieg bescheiden. Das Nachsehen hatten der Rohrbacher Josef Springer (26), der über das Verhalten von Helium bei extrem tiefer Temperatur referierte, und Johannes Kofler (25) aus Klagenfurt, der sich mit "Lichtfokussierung durch Mikrokugeln" befasste.