Chemie-Nobelpreis für deutschen Mikroskopie-Pionier
Den Nobelpreis für Chemie 2014 erhalten drei Forscher, die die Auflösungsgrenzen der Lichtmikrokopie bis in den Bereich einzelner Moleküle verschoben haben. Der deutsche Stefan Hell erreichte dies mit der von ihm entwickelten STED-Mikroskopie, die beiden US-Forscher Eric Betzig und William Moerner entwickelten unabhängig davon eine andere, ebenfalls bahnbrechende Methode.
Mit der Stimulated Emission Depletion Mikroskopie (STED) gelang den Wissenschaftlern tatsächlich der Durchbruch. Dabei verwendeten sie zusätzlich zum energiereichen Lichtstrahl, der für die Anregung der Fluoreszenzmarker sorgt, einen ringförmigen zweiten Strahl, der angeregte Fluoreszenzmarker wieder abregt. Eine Auflösung von unter 20 Nanometer erreichten die Forscher auf diese Weise – und unterboten damit die vermeintliche Auflösungsgrenze der Lichtmikroskopie um mehr als das Zehnfache.
William Moerner und Eric Betzig nutzen eine andere Technik, um die Abbesche Auflösungsgrenze zu unterschreiten. Moerner hatte entdeckt, wie sich die Moleküle eines Quallenproteins so beeinflussen lassen, dass man ihr grünes Fluoreszieren durch gezielte Bestrahlung an und abschalten kann. Betzig baute darauf auf und entwickelte eine Methode, bei der diese Proteine abwechselnd angeschaltet und zeitversetzte Aufnahmen davon erstellt werden. Durch die Überlagerung der Bilder ließensich so selbst Moleküle abbilden, die näher als 200 Nanometer beisammen lagen.
Die von den drei Forschern entwickelten Mikrokopie-Techniken gehören heute längst zum Repertoire von Laboren weltweit. Sie haben bereits zahlreiche neue Einblicke in die Vorgänge im Inneren lebender Zellen geliefert.
