3D Analysis of Nuclear Nanostructures by Spatially Modulated Illumination Microscopy

Ziel dieses Projekts ist es，ein bestehendes“Spatially Modulated Illumination”（SMI）-Mikroskop für die Anregungswellenlängen 488 nm und 647 nm um die neuen Anregungswellenlängen 514 nm und 568 nm zu ergänzen，wobei gleichzeitig die Bildaufnahmegeschwindigkeit des SMI-Systems von ca.两分钟后我们就可以走了韦尔登。Damit wird die Grundlage geschaffen für die fernfeldoptische Analyse spezifischer aktiver Chromatin-Komplexe in Säuger-Zellkernen“in vivo”unter Verwendung der Zerzierenden Proteine GFP und dsRed bzw.体内非特异性荧光标记-含CY 5的DNA;或YFP、dsRed和Cy 5。混合使用荧光染料是很好的，所以它们可以在健康的环境中生长。Das zu etablierende Gerät soll für die genannten Anregungswellenlängen eine“topologische”Auflösung（Positionen，gegenseitige Distanzen der markierten Targets）im 20-Nanometer-Bereich（1 nm = 0，001 mm）erreichen. Zusätzlich erlaubt die SMI-Methode eine Größenauflösung spezifisch markierter Objekte im Bereich von 30 - 40 nm（ca. 1/15 - 1/20 der Anregungswellenlänge）。SMI-Mikroskop可用于光学分析中的一个复杂的韦尔登分析。总结：该项目的目标是进一步开发现有的“空间调制照明”（SMI-）显微镜的激发波长488 nm和647 nm到4激发波长仪器（488 nm，514 nm，568 nm，647 nm）。同时，仪器的配准时间将从目前的几分钟缩短到几秒钟。这些技术发展将使“体内”哺乳动物细胞核中活性染色质复合物的远场光光学分析成为可能，使用绿色荧光蛋白GFP和dsRed结合用CY 5或YFP、dsRed和CY 5对DNA的体内染色。也可以使用在给定波长下可激发的其他荧光染料的组合。对于上述激发波长，待构建的光学分析装置将具有在20 nm范围（1 nm = 0.001 mm）内的“拓扑”分辨率（标记目标之间的位置、距离）。此外，SMI方法允许特定标记的物体的尺寸分辨率低至30 - 40 nm（对应于激发波长的1/15 - 1/20）。SMI仪器将用于各种研究中的活性染色质复合物的光学分析。

Ziel dieses Projekts ist es, ein bestehendes "Spatially Modulated Illumination"(SMI)-Mikroskop für die Anregungswellenlängen 488 nm und 647 nm um die neuen Anregungswellenlängen 514 nm und 568 nm zu ergänzen, wobei gleichzeitig die Bildaufnahmegeschwindigkeit des SMI-Systems von ca. 2 Minuten auf einige Sekunden verkürzt werden soll. Damit wird die Grundlage geschaffen für die fernfeldoptische Analyse spezifischer aktiver Chromatin-Komplexe in Säuger-Zellkernen "in vivo" unter Verwendung der Fluoreszierenden Proteine GFP und dsRed bzw. der nicht-spezifischen "in vivo"-Fluorochrom-Markierung von DNA mit CY5; oder von YFP, dsRed und Cy5. Kombinationen anderer Fluorochrome sind möglich, soweit sie bei den genannten Wellenlängen anregbar sind. Das zu etablierende Gerät soll für die genannten Anregungswellenlängen eine "topologische" Auflösung (Positionen, gegenseitige Distanzen der markierten Targets) im 20-Nanometer-Bereich (1 nm = 0,001 mm) erreichen. Zusätzlich erlaubt die SMI-Methode eine Größenauflösung spezifisch markierter Objekte im Bereich von 30 - 40 nm (ca. 1/15 - 1/20 der Anregungswellenlänge). Das so ausgebaute SMI-Mikroskop soll in verschiedenen Einzelprojekten für die optische Analyse aktiver Chromatin-Komplexe eingesetzt werden. Summary: The goal of this project is to further develop an existing "Spatially Modulated Illumination-" (SMI-) microscope for the excitation wavelengths 488 nm and 647 nm into a 4-excitation wavelength instrument (488 nm, 514 nm, 568 nm, 647 nm). Simultaneously, the registration time of the instrument will be reduced from the present several minutes to a few seconds. These technical developments will make possible the far field light optical analysis of active chromatin complexes in mammalian cell nuclei "in vivo", using the Green Fluorescing Proteins GFP and dsRed in combination with the in vivo staining of DNA with CY5; or of YFP, dsRed and CY5. Combinations of other fluorochromes excitable at the wavelengths given may also be used. The optical analysis device to be constructed will have for the above mentioned excitation wavelengths a "topological" resolution (positions, distances between labelled targets) in the 20 nm range (1 nm = 0,001 mm). In addition, the SMI-method allows a size resolution of specifically labelled objects down to 30 - 40 nm (corresponding to 1/15 - 1/20 of the exciting wavelength). The SMI-instrument built will be used in various studies for the optical analysis of active chromatin complexes.