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Zentrale Forschungseinrichtung (rcu)

Forschungsbericht 2016

RCU - Elektronenmikroskopie

�� Verantwortlich: Prof. Dr. Matthias Ochs �� Prof. Dr. Christian Mühlfeld�� Ansprechpartner: Dr. Jan Hegermann

Tel.: 0511/532-6741 • E-Mail: ochs.matthias@mh-hannover.de • www.mh-hannover.de/clem.html�� Keywords: Elektronenmikroskopie

Forschungsprofil

In der zentralen Forschungseinrichtung Elektronenmikroskopie (RCU-EM) stehen drei Transmissions- und drei Raster-/Scanning-Elektronenmikroskope (TEM/SEM) zur Verfügung. Die Präparation und Abbildung von Proben kann nach Einweisung selbstständig durchgeführt werden. Eine gemeinsame Strategieplanung sichert die zielführende Heran-gehensweise an die individuelle Fragestellung der Kunden. Es steht jederzeit Beratung und umfangreiche Hilfe durch wissenschaftliches und technisches Personal zur Verfügung. Auf ausdrücklichen Wunsch kann zwischen Kunden und Mitarbeitern der RCU-EM auch eine wissenschaftliche Kooperation vereinbart werden. Präparationstechniken für verschiedenste Systeme und Modellorganismen sind etabliert. Die RCU-EM verfügt neben klassischen Techniken wie chemischer Fixierung, Einbettung und Ultradünnschneiden auch über Cryo-Techniken, sowie die Möglichkeit zur Loka-lisation bestimmter Antigene mittels Immuno-Gold-Technik. Die technische Infrastruktur wurde 2016 um ein weiteres neues Großgerät ergänzt, ein Zweistrahl-Rasterelektronenmikroskop mit eingebautem fokussiertem Ionenstrahl zur dreidimensionalen Rekonstruktion mittels erzeugter Bildstapel (Focussed Ion-Beam, FIB-SEM). Zusammen mit dem im Vorjahr beschafften Serial-Block-Face-SEM (SBF-SEM) und einem Tomographie-TEM stehen nunmehr drei Methoden der Volumen-Elektronenmikroskopie zur Verfügung, die dreidimensionale Rekonstruktionen von großen (mm3) bis sehr kleinen Volumen (einige hundert nm3) ermöglichen, wobei je nach Fragestellung die Darstellung von zellulären und subzellulären Details bis hin zu makromolekularen Strukturen möglich ist.

Die RCU-EM ist eingebunden in die Imaging-Plattformen von REBIRTH 2 und dem Deutschen Zentrum für Lun-genforschung (DZL).

Abb. 1: Elektronenmikroskopischer Nachweis von Autophagie in Kulturzellen. In grün sind Autophagosomen dargestellt. G: Golgi-Apparat; M: Mitochondrien (Baisantry et al. 2016).

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Forschungsbericht 2016

Im Jahr 2016 haben 32 Arbeitsgruppen die Infrastruktur der ZFE EM genutzt.

Abb. 2: Dreidimensionale Darstellung von Lipidlamellen in einem Lamellarkörperchen der Mauslunge; Elektronentomographie. a, b, c: Aufsicht und Seitenansichten des dreidimensionalen Datensatzes; d: gesamter Datensatz, dargestellt als Quader; e: Oberflächen-Modellierung (Ochs et al. 2016).

Ausgewählte Publikationen unter Beteiligung der Elektronenmikroskopie:Weidemann M, Schuster-Gossler K, Stauber M, Wrede C, He-germann J, Ott T, Boldt K, Beyer T, Serth K, Kremmer E, Blum M, Ueffing M, Gossler A (2016). CFAP157 is a murine downstream effector of FOXJ1 that is specifically required for flagellum mor-phogenesis and sperm motility. Development. 143: 4736-4748.

Schrimpf C, Wrede C, Glage S, Hegermann J, Backhaus S, Blasczyk R, Heuft HG, Müller T (2016). Differentiation of induced pluripotent stem cell-derived neutrophil granulocytes from common marmoset monkey (Callithrix jacchus). Transfusion doi: 10.1111/trf.13909. [Epub ahead of print]

Baisantry A, Bhayana S, Wrede C, Hegermann J, Haller H, Melk A, Schmitt R (2016). The impact of autophagy on the development of senescence in primary tubular epithelial cells. Cell Cycle 15: 2943-2979.

Arias-Hidalgo M, Hegermann J, Tsiavaliaris G, Carta F, Supuran CT, Gros G, Endeward V (2016). CO2 and HCO3- Permeability of the Rat Liver Mitochondrial Membrane. Cell Physiol Biochem. 39: 2014-2024.

Weber N, Schwanke K, Greten S, Wendland M, Iorga B, Fischer M, Geers-Knörr C, Hegermann J, Wrede C, Fiedler J, Kempf H, Franke A, Piep B, Pfanne A, Thum T, Martin U, Brenner B, Zweigerdt R, Kraft T (2016). Stiff matrix induces switch to pure β-cardiac myosin heavy chain expression in human ESC-derived cardiomyocytes. Basic Res Cardiol. 111: 68

Ochs M, Knudsen L, Hegermann J, Wrede C, Grothausmann R, Mühlfeld C (2016). Using electron microscopes to look into the lung. Histochem Cell Biol. 146: 695-707.

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Forschungsbericht 2016

Wittmann T, Schindbeck U, Höppner S, Kinting S, Frixel S, Kröner C, Liebisch G, Hegermann J, Aslanidis C, Brasch F, Reu S, Lasch P, Zarbock R, Griese M (2016). Tools to explore ABCA3 mutations causing interstitial lung disease. Pediatr Pulmonol. 51: 1284-1294.

Wittmann T, Frixel S, Höppner S, Schindlbeck U, Schamns A, Kappler MV, Hegermann J, Wrede C, Liebisch G, Vierzig A, Zacha-rasiewicz A, Kopp M, Poets CF, Baden W, Hartl D, Van Kann AH, Lohse P, Aslanidis C, Zarbock R, Griese M (2016). Increased risk of interstitial lung disease in children with a single R288K variant on ABCA3. Mol Med. 22: 183-191.

Kellner M, Heidrich M, Lorbeer RA, Antonopoulos GC, Knudsen L, Wrede C, Izykowski N, Grothausmann R, Jonigk D, Ochs M, Ripken T, Kühnel MP, Meyer H (2016). A combined method for correlative 3D imaging of biological samples from macro to nano scale. Sci Rep. 6: 35606.

Mühlfeld C, Madsen J, Mackay RM, Schneider JP, Schipke J, Lutz D, Birkelbach B, Knudsen L, Botto M, Ochs M, Clark H (2016). Effect of irradiation/bone marrow transplantation on alveolar epithelial type II cells is aggravated in surfactant protein D deficient mice. Histochem Cell Biol. DOI: 10.1007/s00418-016-1479-7

Lopez-Rodriguez E, Boden C, Echaide M, Perez-Gil J, Kolb M, Gaul-die J, Maus UA, Ochs M, Knudsen L (2016). Surfactant dysfunction during overexpression of TGF-β1 precedes profibrotic lung remo-deling in vivo. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 310: L1260-71.

Schänzer A, Kaiser AK, Mühlfeld C, Kulessa M, Paulus W, von Pein H, Rohrbach M, Viergutz L, Mengel E, Marquardt T, Neubauer B, Acker T, Hahn A (2016). Quantification of muscle pathology in infantile Pompe disease. Neuromuscul Disord. DOI: 10.1016/j.nmd.2016.10.010

Kling KM, Lopez-Rodriguez E, Pfarrer C, Mühlfeld C, Branden-berger C (2016). Aging exacerbates acute lung injury induced changes of the air-blood barrier, lung function and inflammation in the mouse. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. DOI: 10.1152/ajplung.00347.2016

Bougioukas I, Didilis V, Emigholz J, Waldmann-Beushausen R, Stojanovic T, Mühlfeld C, Schoendube FA, Danner BC (2016). The effect of amifostine on lung ischaemia-reperfusion injury in rats. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 23: 273-279.

Kuebler WM, Wittenberg C, Lee WL, Reppien E, Goldenberg NM, Lindner K, Gao Y, Winoto-Morbach S, Drab M, Mühlfeld C, Dombrowsky H, Ochs M, Schütze S, Uhlig S (2016). Thrombin stimulates albumin transcytosis in lung microvascular endothelial cells via activation of acid sphingomyelinase. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 310: L720-732.

Borst EM, Bauerfeind R, Binz A, Stephan TM, Neuber S, Wagner K, Steinbrück L, Sodeik B, Lenac Roviš T, Jonjić S, Messerle M (2016). The essential human cytomegalovirus proteins pUL77 and pUL93 are structural components necessary for viral genome encapsida-tion. J Virol. 90: 5860-5875.

Ivanova L, Buch A, Döhner K, Pohlmann A, Binz A, Prank U, Sandbaumhüter M, Bauerfeind R, Sodeik B (2016). Conserved tryptophan motifs in the large tegument protein pUL36 are requi-red for efficient secondary envelopment of Herpes Simplex Virus capsids. J Virol. 90: 5368-5383.

Hadler C, Aliuos P, Brandes G, Warnecke A, Bohlmann J, Dempwolf W, Menzel H, Lenarz T, Reuter G, Wissel K (2016): Polymer coatings of cochlear implant electrode surface - an option for improving electrode-nerve-interface by blocking fibroblast overgrowth. PLoS One. 11: e0157710. doi: 10.1371/journal.pone.0157710.

Duda F, Lipokatic-Takacs E, Reber L, Brandes G, Lenarz T (2016) BIO-MEMUC (BIO-Middle Ear MUCosa) – Etablierung eines Mittel-ohrgewebemodells zur In-vitro-Testung neuer Implantatmaterialien für die Mittelohrimplantologie. GMS Curr Posters Otorhinolaryngol Head Neck Surg 12: Doc164.

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