Schweizer Forscher bestätigen die Bedeutung der mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichneten Techniken: Die super-auflösende Floureszenzmikroskopie kann es künftig ermöglichen, Moleküle in lebenden Zellen zu beobachten und ihre Bewegung «live» zu verfolgen. Für die Medizin ist dies eine höchst wertvolle Technik.

«Damit kann man Dinge sichtbar machen, die man bis vor wenigen Jahren nicht sehen konnte», erklärte Oliver Biehlmaier, der das Lichtmikroskopiezentrum am Biozentrum der Universität Basel leitet. Dazu gehören etwa die Mikrotubuli des Zellskeletts, die bei der Zellteilung eine entscheidende Rolle spielen. Bestimmte Krebsmedikamente greifen in diese Prozesse ein.

Normale Lichtmikroskope können Dinge von etwa 200 Nanometern Grösse sichtbar machen. Das ist etwa die doppelte Grösse eines Virus. Mit der neuen Mikroskopietechnik sind sogar 10 bis 50 Nanometer kleine Dinge zu sehen - zum Beispiel Salmonellen-Bakterien im Inneren einer infizierten Zelle.

Ein physikalischer Trick

Die hohe Auflösung ist den drei Nobelpreisträgern durch einen physikalischen Trick gelungen, den sie jeweils auf eigene Weise vollbracht haben. Bei der herkömmlichen Fluoreszenzmikroskopie werden Moleküle mit Fluoreszenzfarbstoffen versehen, die mit Licht angeregt werden und Licht in einer anderen Wellenlänge zurücksenden.

Allerdings leuchten dann alle Moleküle auf einmal. Der Trick bestehe nun darin, einzelne Moleküle gezielt anzuregen, erklärte Biehlmaier. Stefan Hell gelang dies mit Hilfe von zwei Lasern, Eric Betzig und William Moerner schafften es, einzelne Moleküle nacheinander zu leuchten lassen.

«Bei voller Auflösung kann man damit einzelne markierte Moleküle sehen», sagte Biehlmaier. Mit der (Raster)Elektronenmikroskopie kann man zwar auch Moleküle und sogar einzelne Atome sichtbar machen - aber immer nur am toten, fixierten und unbewegten Objekt. «Dass man diverse Moleküle in lebenden Objekten verschiedenfarbig markieren und 'live' verfolgen kann, ist das Neue», sagte Biehlmaier.

Moerner verbrachte 1993/94 ein Jahr als Gastprofessor an der ETH Zürich. «Moerner war schon bei IBM ein hervorragender Mann», sagte sein Gastgeber, der emeritierte ETH-Professor Urs Wild, am Mittwoch in einer Mitteilung der Hochschule. «Er fiel mir auf als jemanden, der originell sowie experimentell und intellektuell anspruchsvoll arbeitete». Schon damals habe Moerner versucht, Einzelmoleküle mikroskopisch sichtbar zu machen.

Die Anwendung der neuen Technik am lebenden Objekt sei noch sehr neu, sagte Biehlmaier. Erst seit etwa fünf Jahren sind kommerzielle super-auflösende Mikroskope verfügbar, und mit Ausnahme von Hells Methode seien sie auch recht kompliziert in der Anwendung, meint der Biologe.

Das Biozentrum Basel hat seit zwei Jahren ein superauflösendes Floureszenzmikroskop, das jedoch ein anderes System als die von den drei Nobelpreisträgern entwickelten verwendet. Es wird erfolgreich von Gruppen benutzt, die das Zellskelett oder Infektionskrankheiten erforschen.