Die Nachwuchsgruppe wird gefördert durch die Gemeinnützige Hertie-Stiftung/Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft.
Lehre und Studiengänge
Die Nachwuchsgruppe "Nanotechnologische Methoden in der Hirnforschung" erforscht die Zusammensetzung, die Struktur und die Funktionalität von biologisch und medizinisch relevanten Strukturen und Systemen. Die bevorzugte Methodik ist die Rastersonden-Mikroskopie. Das zu dieser Sorte von Mikroskopen gehörende Kraftmikroskop hat die einzigartige Fähigkeit, hochaufgelöste Bilder auf Längenskalen von einzelnen Molekülen bis zu lebenden Zellen aufzunehmen. Im ständigen Bestreben, die Grenzen des Möglichen zu erweitern, entwickelt die Nachwuchsgruppe auch neuartige Instrumente und Methoden mit immer schnelleren und rauschärmeren Eigenschaften.
Mechanische und funktionelle Analyse peripherer Nervenfasern
Einzelne Nervenfasern im peripheren Nervensystem sind von einer isolierenden Myelinscheide umgeben. Eine große Gruppe neurologischer Erkrankungen wird durch einen Verlust dieser Myelinscheiden verursacht. Der Beginn dieser Demyelinisierung wirft noch viele ungeklärte Fragen auf. In nativen Geweben eines transgenen Mausmodells für eine genetisch bedingte Form der demyelinisierenden Neuropathie wurden mit dem AFM ultrastrukturelle und funktionelle Veränderungen der Myelinscheiden untersucht und mit immuno-histochemischen Charakterisierungsverfahren verglichen. Dazu wurden myelinisierte Axone von Wild-Typ Mäusen und demyelinisierte Axone von Trembler Mäusen verwendet, die eine Punktmutation im PMP22-Gen tragen (Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von PD Dr. P. Young, Klinik und Poliklinik für Neurologie, Universitätsklinikum Münster)
Spannungsgesteuerte Kalium-Kanäle
Spannungsgesteuerte Kaliumkanäle sind Transmembran-Proteine, die in den Plasmamembranen von Nervenzellen hauptsächlich für die Dauer des Aktionspotentials verantwortlich sind. Strukturelle Veränderungen der Kaliumkanäle können deren Funktion nachhaltig beeinflussen und pathologische Auswirkungen haben. Mittels Kraftmikroskopie wurden Aussagen zur molekularen Struktur, Stöchiometrie, Assemblierung und Verteilung exprimierter Kanalkomplexe in der Plasmamembran erhalten. (Zusammenarbeit mit Dr. M. Schwarz und Prof. Dr. E.-J. Speckmann, Institut für Physiologie, Universitätsklinikum Münster)
Rastersondenmethoden
Es wurde an der Weiterentwicklung von Kraftmikroskopen und Methoden gearbeitet, die ein besonders schnelles Abrastern von Oberflächen ermöglichen. Dazu wurden besonders kleine Federbalken mit einer Länge im Bereich von 10 Mikrometern verwendet. Parallel dazu wurden neuartige Methoden der Detektion erprobt, die besonders rauscharme Messungen ermöglichen. Zusätzlich wurde ein Raster-Ionenleitfähigkeits-Mikroskop mit komplementärer Scherkraft-Abstandsregelung entwickelt und an verschiedenen Proben getestet. (Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen von Prof. Dr. H. Fuchs, Physikalisches Institut, Universität Münster, und von Prof. Dr. H.-J. Galla, Institut für Biochemie, Universität Münster)
