JPK berichtet über den Einsatz der CellHesion®- und NanoWizard®-Rasterkraftmikroskope am London Centre for Nanotechnology zur Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von Zellen und Geweben

Professor Guillaume Charras leitet eine Forschungsgruppe am London Centre for Nanotechnology. Ihr Ziel ist es, die grundlegenden mechanischen Eigenschaften von Zellen und Geweben zu verstehen. Sie interessieren sich insbesondere für das Zusammenspiel von Signaltransduktion und Zellmechanik und wie mechanische Veränderungen die zelluläre und embryonale Morphogenese steuern.

Die Gruppe arbeitet bereits seit über einem Jahrzehnt mit Rasterkraftmikroskopen von JPK Instruments. Mit Rasterkraftmikroskopie können mechanische Eigenschaften quantitativ erfasst werden, wobei der Verfahrweg des AFMs in z-Richtung Zellmessungen ursprünglich begrenzte. Der erweiterte z-Bereich des JPK CellHesion® 200 ermöglicht auch Studien an kultivierten und embryonalen Geweben. Mit einem erst kürzlich erworbenen JPK NanoWizard® 4 BioScience AFM möchte die Gruppe Veränderungen in der Organisation des sub-membranösen Aktin-Kortexes, der Hauptdeterminante für die Zellform, während der Mitose abbilden. Das soll die Ergebnisse aus anderen Mikroskopie-Techniken wie der Rasterelektronenmikroskopie (zur Erfassung der Kortexorganisation auf der Ebene einzelner Aktinfilamente), der konfokalen Mikroskopie (zur Lokalisierung von Proteinen während der Morphogenese mit hoher Bildrate) und der Optogenetik (zur Manipulation der Signaltransduktion) ergänzen.

Professor Charras, auf die Frage, warum er die Instrumente von JPK besonders gerne ein-setzt: "Ich finde ihre Systeme zuverlässig und sehr benutzerfreundlich. Der lange z-Bereich ist für unsere Arbeit unerlässlich, und durch die Möglichkeit, dies mit Multi-Position-Imaging zu kombinieren, können wir die maximale Datenmenge aus jedem Experiment herausholen. Man kann das in einer Veröffentlichung sehen, in der wir Messungen mit dem CellHesion® 200 vorstellen. Dieses hat einen extra langen Piezobereich von 100 μm in z-Richtung, der es uns ermöglichte, Kraft-Indentationsdaten über einen großen Indentationsbereich hinweg zu sammeln und gleichzeitig gewährleistete, dass sich die Spitze bei des Retraktion wieder vollständig von der Probe trennt.1 Außerdem ist es uns durch den langen z-Bereich gelungen, Veränderungen der mechanischen Eigenschaften bei lebenden Froschembryonen zu beobachten 2. Nachdem wir hier nun unser neuestes JPK NanoWizard® AFM stehen haben, sind wir optimistisch, dass in den kommenden Monaten weitere bahnbrechende Publikationen erscheinen werden".

JPK Instruments entwickelt, konstruiert und fertigt Instrumente in Deutschland zu weltweit anerkannten Standards der deutschen Feinmechanik, Qualität und Funktionalität. Für weitere Einzelheiten über das NanoWizard® AFM-System und Zubehör, sowie weitere Produkte und Anwendungen besuchen Sie uns auf der JPK Webseite www.jpk.com, YouTube, Facebook oder LinkedIn.

Literaturangaben

1 Formulation of adherens junctions leads to the emergence of a tissue-level tension in epithelial monolayers, A R Harris, A Daeden and G T Charras, Journal of Cell Science (2014) 127, 2507-2517 doi:10.1242/jcs.142349
2 Tissue stiffening coordinates morphogenesis by triggering collective cell migration in vivo. E H Barriga, K Franze, G T Charras, R Mayor. Nature. 2018 Feb 14. doi: 10.1038/nature25742