Tanzende Proteine verstehen

Freigeist-Fellow Dr. Elmar Behrmann erforscht die strukturelle Dynamik von Proteinen. Mithilfe von speziellen Videoaufnahmen will er die Bewegung der Moleküle zeigen.
Wie gehen Sie vor, um ein Video eines sich bewegenden Proteins aufzunehmen?
Und das zu ermöglichen, möchte ich zwischen zwei recht etablierten Methoden vermitteln: Der erste Ansatz besteht dabei in der strukturbiologischen Herangehensweise, die allerdings nur statische, aber dafür sehr detaillierte Bilder vom Protein in einem Ist-Zustand liefert. Der zweite Ansatz verfolgt hingegen die Idee, zu schauen, wie die Bewegung der Proteine aussieht. Das wird derzeit meist durch zeitaufgelöste spektroskopische Methoden gemacht. Deren Problem liegt allerdings darin, dass man nur sehen kann, wie sich einzelne Punkte, meist nur zwei oder maximal drei, relativ zu einander bewegen. Das ganze Drumherum kann ich dabei nur selten erkennen.
Deshalb möchte ich gerne mithilfe einer Bilderserie ähnlich eines Stop-Animations-Films – denken Sie an Wallace und Gromit – die Struktur mit der Dynamik kombinieren. Das wird mit Sicherheit in beiden Bereichen erst einmal Qualität kosten: Die Bilder werden nicht so detailliert sein wie die rein statischen; die Darstellung der Geschwindigkeit wird nicht so gut sein wie die Nur-Geschwindigkeitsmessung. Aber dennoch wäre es großartig, wenn wir wirklich beides gleichzeitig darstellen können und so die Bewegung in ihrer vollen Komplexität wahrnehmen.

Das scheint ein umfangreiches Projekt für ein Fellowship von fünf Jahren zu sein…
Ja, ich erwarte nicht, dass wir in fünf Jahren an dem Punkt angekommen sein werden, an dem es trivial wäre, hochaufgelöste Videos von Proteinen aufzunehmen. Aber die Messchips, die wir dafür entwickeln, könnten auch ganz andere Aufgaben übernehmen: Aufgrund ihrer Größe, oder eher ihrer "Kleinheit", wären sie bestens dafür geeignet, unter die Haut injiziert zu werden und dort Proteinaktivitäten zu messen. Das wär natürlich ideal, um Medikamente zu dosieren oder allgemein auf gesundheitliche Probleme hinzuweisen.

Auf Ihrem Foto, zeigen Sie uns da auf der Pinzette so einen Chip?
Nicht ganz. Das, was ich da halte, sind unsere derzeitigen Probenträger, ein kleines, nicht funktionelles Kupfernetzchen mit ungefähr 400 Stegen pro Millimeter. Diese sind als solche für das Auge nicht mehr erkennbar.