Im Dienste der Wissenschaft: "Starfotografin mit kleiner Diva"

Stand: 02.05.2021 13:51 Uhr

Es ist eine Million Euro teuer und soll dazu dienen, völlig neuen, weitreichenden Fragestellungen in Biologie, Medizin oder Materialwissenschaft nachzugehen. Die Kieler Professorin Theilig hat ein Fluoreszenzmikroskop mitentwickelt, mit dem man faszinierende Fotos machen kann.

von Kati Bochow

Anders als vielen anderen Fotografen kommt es ihr auf die inneren Werte an. Denn Theilig will nicht nur ganz genau in Zellen hineinschauen, sondern in ganzes Gewebe. Auch ihr Gerät zum Fotografieren sieht natürlich anders aus als eine herkömmliche Kamera. Die Entwicklung dieses Fluoreszenzmikroskops hat zwölf Monate gedauert, und weil es so besonders ist, haben das Land Schleswig-Holstein und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) 770.000 Euro beigesteuert.

Proteinen auf den Grund gehen

Die Wissenschaftlerin, die an der Entwicklung des neuartigen Mikroskops beteiligt war, will mehr als alle anderen Fotografen auf ihren Bildern sehen. "Wir möchten einfach in die Zelle hineinzoomen und über kleinste Moleküle, die wir damit lokalisieren können, auf eine bestimmte Funktion schließen. Denn über die Lokalisation wissen wir, was genau das Protein macht", erklärt die Forscherin. Bisher sei das nur per Elektronenmikroskopie möglich gewesen, also statisch, und diese Methode habe sehr lange gedauert. Theilig untersucht zum Beispiel Transportmechanismen von Proteinen, möchte Interaktion sehen und schauen, wie dicht die Proteine in dieser Phase beieinander sind.

"Gerät ist sensibel wie eine kleine Diva"

Ihre Location ist ein unscheinbarer, weiß gestrichener Raum im ersten Stock des Anatomischen Instituts der Universität Kiel. Aber genau dieser unscheinbare Raum machte ihr Schwierigkeiten. Denn ihr Mikroskop ist eben nicht irgendeins: Professor Franziska Theilig hat den leistungsstärksten Laser eingebaut, den es derzeit auf der Welt gibt. Und der ist extrem empfindlich. "Das Gebäude hier ist sehr alt. Es gab Stromschwankungen, die wir erst ausmerzen mussten und einen Stromgleichhalter einbauen." Außerdem gab es auch noch Temperaturschwankungen, die für einen Laser gar nicht gut sind. Abhilfe brachten Jalousien und eine Klimaanlage. "Das Gerät ist halt sehr sensibel, wie eine kleine Diva. Sobald sich etwas verstellt, werden die Bilder nicht mehr optimal", erzählt Theilig.

Aber ihr Gerät ist eines der weltbesten Fluoreszenzmikroskope überhaupt. Es liefert extrem scharfe Bilder von kleinsten Strukturen bis zu 30 Nanometern, also bis zu 2.000 Mal feiner als ein menschliches Haar.

Dank dem Mikroskop klappt's auch mit den Nachbarn

Ihre "Models" liegen auf schlichten Objektträgern. Es sind lebende Zellen zum Beispiel, Proteine oder auch ganzes Gewebe. Theilig kann die dort ablaufenden molekularen Prozesse in einer Genauigkeit darstellen, die bisher nicht möglich war. Das ist wichtig, weil es Aufschluss über die Funktionsweise von Zellen und ganzen Organen gibt. Bei bestimmten Krankheiten kann sie erkennen, was da fehlgeschaltet ist, welche Proteinveränderung vorkommt oder ob es einfach an einem falschen Ort ist. "Uns ging es auch darum im Gewebe das Ganze zu sehen, weil im Gewebe die Zellen alle viel dichter gepackt sind, viel mehr Komponenten da sind, als wenn wir Zellen in einer Zellkultur sehen." Denn Zellen in der Zellkultur seien eben losgelöst von der Umgebung, von ihren Nachbarn. "Niemand kann ohne Nachbarn und Umgebung adäquat reagieren und funktionieren, deswegen ist die Analyse im Gewebe sehr wichtig", so Theilig. Wie genau das Hightech-Mikroskop seine Bilder erzeugt, muss ein Geheimnis bleiben. Aber die Wissenschaftlerin verrät das Prinzip: "Das Licht hat ein Maximum, wo es am stärksten scheint, und das Gerät setzt mit einem anderen Licht ein kleinen Pegel, der wie so ein Donut das Maximum des Lichtes umkreist. Damit engt er es ein, und so können wir uns zwei Lichtquellen ganz eng nebeneinander anschauen. Das war vorher so nicht möglich", freut sich die Institutsdirektorin.

Die Suche nach dem perfekten Bild

Für ein optimales Foto müssen am Ende gleich mehrere Dinge stimmen: das ausgesuchte Gewebe, das darin gefundene Motiv und auch das Signal, das das Mikroskop herausgibt. "Wir suchen täglich das perfekte Motiv, in dem jeder Betrachter sofort versteht, worum es geht und wo auch sofort die Funktion zu erkennen ist, für die jeweiligen Nachweismethoden."

Was Franziska Theilig am Ende mit anderen Fotografen eint, ist die Freude über ein gelungenes Bild. "Ich fühle mich wie ein Fotograf, der hat auch eine Vision im Kopf. Er sucht sich ein schönes Motiv mit einem schönen Hintergrund, einer schönen Ausleuchtung für ein perfektes Bild." Wenn das am Ende entstehe, mache es ihr großen Spaß.

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Dieses Thema im Programm:

Schleswig-Holstein Magazin | 02.05.2021 | 19:30 Uhr

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