Blick auf die Fliegenlarve: Elektronenmikroskop zur Untersuchung kleinster Tiere

Göttinger Zoologie setzt deutschlandweit einzigartiges Gerät mit in-situ Ultramikrotom ein

(pug) An der Universität Göttingen ist das deutschlandweit erste Elektronenmikroskop (FEI Quanta 250 FEG) mit einem integrierten Ultramikrotom für die Untersuchung kleinster Tiere und Gewebeproben in Betrieb genommen worden. Das aus Mitteln von Bund und Land finanzierte Gerät im Wert von mehr als einer halben Million Euro befindet sich am Johann-Friedrich-Blumenbach-Institut für Zoologie und Anthropologie in der Abteilung Morphologie und Systematik. Es deckt das Leistungsspektrum herkömmlicher elektronenmikroskopischer Verfahren ab und bietet zusätzlich die Möglichkeit, Proben von Zellgröße bis ins kleinste Detail hinein dreidimensional darzustellen. Das neue Elektronenmikroskop soll insbesondere dazu dienen, neue Erkenntnisse zur Evolution und den Verwandtschaftsbeziehungen der Organismen zu gewinnen.

Das in das Mikroskop einsetzbare Mikrotom, eine Art ultrafeiner Gurkenhobel, ist eine Miniaturversion der sonst üblichen Geräte zur Anfertigung feinster Schnittserien. Es schneidet in Kunstharz eingebettete Objekte vollautomatisch in Scheiben von 200 bis 20 Nanometer (Millionstel Millimeter) „Dicke“. Nach jedem Schnitt wird ein Bild angefertigt. Das Ergebnis ist ein gleichmäßiger Bildstapel, aus dem das untersuchte Objekt dreidimensional dargestellt werden kann. Die bisher übliche Prozedur war sehr langwierig und fehleranfällig.

„Solche Probleme gehören bei einem reibungslosen Betrieb des neuen Geräts der Vergangenheit an“, erklärt Rebecca Klug von der Abteilung Morphologie und Systematik. „Das Elektronenmikroskop eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die Ultrastrukturforschung an biologischen Objekten. Innerhalb weniger Stunden erhalten wir künftig eine ideale Schnittserie, die dann mit einem 3D-Computerprogramm weiter verarbeiten werden kann.“ Aus den Bildern, die das Gerät liefert, können virtuelle dreidimensionale Modelle zum Beispiel von Zellen und ihren Organellen produziert oder die komplexe Anatomie kleinster Tiere eins zu eins vom Originalobjekt ausgehend dargestellt werden. Zusätzlich bietet das Elektronenmikroskop die Möglichkeit, Objekte auch unter schwachem Vakuum zu untersuchen. Diese Methode ist weit schonender als die sonst übliche Beobachtung im Hochvakuum – so wird beispielsweise eine unproblematische Untersuchung getrockneter unbehandelter und unersetzlicher Museumsobjekte machbar. Molekulare Datensätze können nun mit neuesten morphologischen Erkenntnissen zur Ermittlung der Stammesgeschichte verknüpft werden.