High-Resolution Fluorescence Microscopy with Photoswitchable Fluorescent Proteins

Bock, Hannes

dc.contributor.advisor	Eggeling, Christian Dr.	de
dc.contributor.author	Bock, Hannes	de
dc.date.accessioned	2009-02-12T15:30:38Z	de
dc.date.accessioned	2013-01-18T13:34:51Z	de
dc.date.available	2013-01-30T23:51:08Z	de
dc.date.issued	2009-02-12	de
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B47F-C	de
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2746
dc.description.abstract	Die Beugungsgrenze in der Fluoreszenzfernfeldmikroskopie kann durch lichtinduziertes Schalten der verwendeten Farbstoffmoleküle zwischen einem fluoreszenten und einem nichtfluoreszenten Zustand überwunden werden. Dazu werden in der Probe durch Fotoschalten nacheinander fluoreszente Bereiche erzeugt und ausgelesen, deren Ausdehnung nicht durch die Wellenlänge des Lichtes begrenzt ist. Durch das nachträgliche Zusammensetzen dieser nanoskopischen Bereiche entsteht ein hochaufgelöstes Bild der Probe. In dieser Arbeit konnten zum ersten Mal mit ein und demselben reversibel schaltbaren Fluoreszentprotein (RSFP) zwei verschiedene Umsetzungen dieses allgemeinen Prinzips realisiert werden, die zum einen auf dem gezielten Schalten von Ensemblen von Molekülen und zum anderen auf dem zufälligen Schalten einzelner Moleküle beruhen. RSFPs sind für diese Verfahren von großer Bedeutung: Sie können Prozesse in lebenden Zellen nichtinvasiv sichtbar machen; sie können bei niedrigen Lichtintensitäten effektiv geschaltet werden, was die Einwirkung auf die Zelle minimiert; und sie können in ihren Eigenschaften als Fotoschalter durch Mutagenese gezielt verbessert werden. Beide der hier vorgestellten Nanoskopieverfahren stellen in ihrer Umsetzung durch eine erhebliche Verminderung der Bildaufnahmezeit eine deutliche Verbesserung im Vergleich zu früheren Ansätzen dar. Zusätzlich wurde zum ersten Mal einzelmolekülbasierte Zwei-Farben-Nanoskopie in biologischen Proben realisiert.	de
dc.format.mimetype	application/pdf	de
dc.language.iso	eng	de
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/de/	de
dc.title	High-Resolution Fluorescence Microscopy with Photoswitchable Fluorescent Proteins	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Hochauflösende Fluoreszenzmikroskopie mit fotoschaltbaren fluoreszenten Proteinen	de
dc.contributor.referee	Münzenberg, Markus Prof. Dr.	de
dc.date.examination	2008-12-18	de
dc.subject.dnb	530 Physik	de
dc.description.abstracteng	The diffraction limit in far-field fluorescence microscopy can be overcome by photoswitching the marker molecules between a fluorescent and a non-fluorescent state. Photoswitching enables the successive generation and readout of nano-sized fluorescent areas in the sample. Subsequently, these areas can be assembled to form a super-resolution image of the specimen. For the first time in this work, one and the same molecular switching mechanism of a reversibly switchable fluorescent protein (RSFP) was used to realize two alternative variations of this general nanoscopy principle: one based on the targeted switching of ensembles of molecules and the other based on the stochastic switching of single emitters. RSFPs are of particular interest for these techniques because they allow the non-invasive study of processes in living cells and can be efficiently switched using low light intensities, thus minimizing photo stress and possible photo-induced damage of the cell. Furthermore, the protein"s photoswitching properties can be improved via targeted mutagenesis. In the case of both nanoscopy techniques presented here, image acquisition could be significantly improved and accelerated as compared to related approaches. For the first time, two-color far-field fluorescence nanoscopy based on the photoswitching of single emitters was successfully realized in biological samples.	de
dc.contributor.coReferee	Hell, Stefan Prof. Dr.	de
dc.subject.topic	Mathematics and Computer Science	de
dc.subject.ger	Mikroskopie	de
dc.subject.ger	fluoreszente Proteine	de
dc.subject.ger	Hochauflösung	de
dc.subject.eng	microscopy	de
dc.subject.eng	fluorescent proteins	de
dc.subject.eng	high resolution	de
dc.subject.bk	33.18	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2030-0	de
dc.identifier.purl	webdoc-2030	de
dc.affiliation.institute	Fakultät für Physik	de
dc.subject.gokfull	RP	de
dc.identifier.ppn	614143756	de

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Fakultät für Physik (inkl. GAUSS) [927]

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