In-vivo Markierung von Zellen zur Untersuchung von Diffusionsprozessen

Diese Arbeit widmet sich der Anwendung der Bildgebenden Diffusionsmikroskopie (DIFIM) auf lebende Zellen. Die Methode erlaubt die Detektion von Intensitätsfluktuationen über einen großen, mehrere Mikrometer umfassenden Bereich. Sie ermöglicht zugleich die Diskriminierung des Fluoreszenzsignals von störender Hintergrundfluoreszenz anhand von Fluoreszenzlebensdauermessungen. DIFIM wurde erfolgreich an einem Testsystem in lebenden Zellen untersucht und unterschiedliche Diffusionszeiten konnten visualisiert werden. Damit wurde der Grundstein gelegt, um Wechselwirkungen verschiedener Proteine innerhalb einer Zelle zu verfolgen. Zur Demonstration der Anwendbarkeit von DIFIM in der Biologie wurde der JAK-STATSignalweg genauer untersucht. Hierfür wurde zunächst die in vivo Markierung eines Fusionsproteins mit dem sogenannten SNAP-Tag mit einzelmolekültauglichen, Rot-Fluoreszierenden Farbstoffen untersucht. Weiterführend wurden Zellen mit einem Fusionsprotein aus STAT5b und mCherry, ein Derivat des Rot-Fluoreszierenden Proteins, transfiziert. Derartig behandelte Zellen ermöglichten es erstmals, Unterschiede in Diffusionszeiten in in vivo DIFIM-Messungen zu beobachten.