Ben Engel

Zellen führen die biochemischen Reaktionen des Lebens durch, indem sie ihre Proteine in verschiedenen subzellulären Kompartimenten, den sogenannten Organellen, konzentrieren. Unsere Gruppe untersucht den Zusammenhang zwischen der Form der Organelle und der Funktion der darin enthaltenen Makromoleküle. Wie steuert die Architektur der Organellen die molekulare Funktion und umgekehrt, wie formen und gestalten Makromoleküle die Organellen?

Um diese Fragen zu untersuchen, verwendet unsere Gruppe die Kryo-Elektronentomographie (Kryo-ET), um Makromoleküle „in situ“, also in ihrer natürlichen zellulären Umgebung, direkt sichtbar zu machen. Zunächst frieren wir die Zellen schnell in nichtkristallinem Glas-Eis ein und konservieren sie so in einem Zustand der Scheintod. Anschließend verdünnen wir die Zellen mit einem fokussierten Ionenstrahl und erstellen mit Kryo-ET 3D-Bilder (Tomogramme) des nativen Zellinneren mit molekularer Auflösung. Diese Tomogramme ermöglichen es uns, molekulare Strukturen direkt in der Zelle mit einer Auflösung zu bestimmen, die ausreicht, um verschiedene Konformationszustände und Interaktionspartner zu unterscheiden. Anschließend bilden wir diese Strukturen mit Nanometergenauigkeit wieder im Zellvolumen ab, sodass wir die molekulare Organisation innerhalb der Zelle auf der Ebene einzelner Moleküle analysieren können.