Forschungsinteressen
Das Verständnis lebender Organismen hat stark von Bildgebungswerkzeugen profitiert. Insbesondere die Präparation des Innenlebens einer Zelle erfordert bildgebende Verfahren mit hoher Auflösung, so dass molekulare Wechselwirkungen und Prozesse innerhalb der Zelle sichtbar gemacht werden können. Mein Labor hat sich auf die Entwicklung von Bildgebungsmethoden mit Einzelmolekülempfindlichkeit, Auflösung im Nanometerbereich und dynamischer Bildgebungsfähigkeit sowie auf die Anwendung dieser Werkzeuge zur quantitativen Untersuchung biologischer Systeme konzentriert. Wir haben die stochastische optische Rekonstruktionsmikroskopie (STORM) erfunden, eine Bildgebungstechnologie, die die beugungsbeschränkte Auflösungsbarriere der Lichtmikroskopie überwindet. Mit STORM erreichten wir Fluoreszenzbildgebung von biologischen Systemen mit ~ 10 nm räumlicher Auflösung in drei Dimensionen und Live-Cell Super-Resolution Imaging mit ~ 1 sec Zeitauflösung. Wir haben hochauflösende bildgebende Verfahren angewendet, um eine Vielzahl von Problemen in der Mikrobiologie, Zellbiologie und Neurobiologie zu untersuchen. Ein weiterer Schwerpunkt des Labors ist die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Proteinen und Nukleinsäuren und der Funktionsmechanismen von Protein-Nukleinsäure-Komplexen mit Hilfe von Einzelmolekül-Ansätzen. Unsere Studien haben grundlegende Erkenntnisse darüber gewonnen, wie sich Nukleinsäuremoleküle falten und wie sich Protein-Nukleinsäure-Komplexe zusammensetzen. Unsere Untersuchungen enzymatischer Systeme mit Protein-Nukleinsäure-Wechselwirkungen lieferten wichtige Erkenntnisse darüber, wie sich die Dynamik innerhalb biomolekularer Baugruppen auf ihre Funktion auswirkt.