7. Oktober 2019

IST Austria weiht neue Kryo-Elektronen-Mikroskope ein

Größte und modernste Kryo-Elektronen-Mikroskopie-Anlage in Österreich – Symposium am 18. Oktober beleuchtet innovative Entwicklungen im Bereich der Kryo-Technik

Erste Forschungsergebnisse aus der Gruppe von Leonid Sazanov – eine Struktur- und Funktionsanalyse des Stoffwechselenzyms Transhydrogenase – , die auf dem Einsatz der neuen Kryo-Elektronenmikroskope am IST Austria beruhen, wurden kürzlich im Fachjournal Nature veröffentlicht. Der Schatten in Form einer Waage spielt auf die ausgleichenden Funktion des in der Mitochondrienmembran der Zelle sitzenden Enzyms an. © Martina Maritan

Mit drei neuen hochmodernen Kryo-Elektronen-Mikroskopen verfügt IST Austria über die größte und modernste Kryo-Elektronen-Mikroskopie-, kurz Kryo-EM-Anlage, die derzeit in Österreich betrieben werden. Bei einem Kryo-EM-Symposium am 18. Oktober stehen die neuen Geräte und deren Einsatzgebiete im Mittelpunkt. Die eintägige Veranstaltung beleuchtet innovative Forschung im Bereich der Kryo-Technik – von relevanten biologischen Fragestellungen bis hin zu den neuesten methodischen Entwicklungen.

Drei hoch moderne Kryo-Elektronen-Mikroskope erweitern seit Kurzem die Ausstattung der  bereits etablierten, zentral verfügbaren Electron Microscopy Facility des IST Austria in Klosterneuburg. Die Kryo-EM dient der Untersuchung biologischer Proben wie z.B. Proteinen oder Viren in ihrem natürlichen Zustand und in atomnaher Auflösung. In der Strukturbiologie ist diese Technologie daher unverzichtbar geworden. Am IST Austria wird Kryo-EM insbesondere von den Forschungsgruppen der ProfessorInnen Carrie Bernecky, Leonid Sazanov und Florian Schur verwendet. Erste auf dem Einsatz der neuen Geräte beruhende Forschungsergebnisse aus der Gruppe von Leonid Sazanov wurden vor kurzem im Fachmagazin Nature veröffentlicht – eine Struktur- und Funktionsanalyse des Stoffwechselenzyms Transhydrogenase.

Professor Leonid Sazanov über die Vorteile der Kryo-EM-Technologie: „Die Analyse der Struktur bestimmter komplexer und dynamischer Makromoleküle ist mit klassischen bildgebenden Verfahren wie zum Beispiel der Röntgenkristallographie nur begrenzt möglich. Mittels Kryo-EM erreichen wir nun eine so hohe Auflösung – sogar von einzelnen Moleküldomänen –, dass wir daraus Schlüsse über deren Funktionsweise ziehen können.“

Kryo-EM-Symposium: 18. Oktober 2019 am IST Austria, Klosterneuburg

Im Rahmen des Kryo-EM-Symposiums werden die neuen Geräte am Campus offiziell eingeweiht. Sieben internationale Vortragende behandeln neue Entwicklungen in der Kryo-EM-Methodik sowie die Themen Kryo-EM-Einzelpartikelanalyse und Kryo-Eketronen-Tomographie. Neben den wissenschaftlichen Vorträgen bietet das Symposium eine Posterausstellung und die Möglichkeit zur Besichtigung der neue Kryo-EM-Anlage am IST Austria.

Vortragende:
Pieter Abrahams, Universität Basel, Schweiz
Peter Brzezinski, Universität Stockholm, Schweden
Gaia Pigino, Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik, Deutschland
Jürgen Plitzko, Max-Planck-Institut für Biochemie, Deutschland
Henning Stahlberg, Universität Basel, Schweiz
Sharon Wolf, Weizmann Institute of Science, Israel
Peijun Zhang, University of Oxford, Großbritannien

Details zum Programm auf https://cryo-em.ist.ac.at

Das Symposium wird von Thermo Fisher Scientific and MiTeGen unterstützt.


Hintergrundinformation

Die neuen Kryo-Elektronenmikroskope am IST Austria

Die Kryo-EM-Anlage des IST Austria verfügt über folgende Geräte:

  • „300kV Cryo-TEM Titan Krios G3i”: ein 300kV-Elektronen-Mikroskop zur automatischen Datenerhebung von Einzelpartikelanalysen und Kryo-Elektronen-Tomographie
  • „200kV Cryo-TEM Glacios”: ein 200kV-Elektronen-Mikroskop zur automatisierten Untersuchung von Proben und zur Datenerhebung von Einzelpartikelanalysen und Kryo-Elektronen-Tomographie
  • „Leica cryo-CLEM”-Aufbau: ein Kryo-Fluoreszenz-Mikroskop zur Identifikation und Untersuchung von mit Fluoreszenzmarkern versehenen und verglasten Proben
  • „Cryo-FIB/SEM Aquilos”: zur Aufbereitung gefrorener, dünnschichtiger Proben biologischen Materials für die hochaufgelöste Tomographie in einem Kryo-Elektronen-Mikroskop
Das neue „300kV Cryo-TEM Titan Krios G3i” ist ein leistungsstarkes Kryo-Elektronen-Mikroskop. Keine andere Institution in Österreich verfügt über ein vergleichbares Gerät unter Kryo-Bedingungen. © Nadine Poncioni/IST Austria

Die neuen Geräte sind Teil der bestehenden Electron Microscopy Facility am IST Austria, einer von acht Scientific Service Units (SSUs), die diverse wissenschaftliche Infrastruktur und Dienstleistungen über alle Forschungsgruppen hinweg zentral zur Verfügung stellen. Die Electron Microscopy Facility arbeitet ständig an der Optimierung ihrer Geräte, um sie in möglichst vielen Anwendungsbereichen einsetzen zu können. „Seit die drei Geräte in Vollbetrieb sind, können wir sowohl Einzelpartikelanalyse – sie ist für die Untersuchung von Proteinen und Viren notwendig – als auch Kryo-Elektronen-Tomographie zur Untersuchung makromolekularer Komplexe in ihrer natürlichen Zellumgebung durchführen“, erklärt Ludek Lovicar, Manager der Electron Microscopy Facility.

Kryo-Elektronen-Mikroskopie (Kryo-EM)

Kryo-Elektronen-Mikroskopie ist eine hoch moderne Technik, die in den vergangenen Jahren zu einer Reihe wissenschaftlicher Durchbrüche in der Biologie geführt hat. Während die Entwicklung der Methode bereits in den 1970er Jahren begonnen hat, ermöglichen erst jüngste Fortschritte in der Detektortechnik und im Bereich der Software-Algorithmen die Bestimmung biomolekularer Strukturen mit atomnaher Auflösung. 2017 erhielten Jacques Dubochet, Joachim Frank und Richard Henderson „für die Entwicklung der Kryo-Elektronen-Mikroskopie zur hochauflösenden Strukturbestimmung von gelösten Molekülen“ den Nobelpreis für Chemie. Heute ist Kryo-EM ein unverzichtbares Werkzeug, das insbesondere StrukturbiologInnen zur Untersuchung biologischer Proben wie z.B. Proteinen oder Viren in ihrem Naturzustand und mit atomnaher Auflösung dient.

IST Austria-Professorin Carrie Bernecky und Ludek Lovicar, Manager der Electron Microscopy Facility bei der Aufbereitung von Proben für die Analyse mit einem der drei neuen Kryo-Elektronenmikroskope am Campus. © Nadine Poncioni/IST Austria


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