Fluorescence Markers for Advanced Microscopy: From Photophysics to Biology

Dieses binationale WE-Heraeus-Seminar brachte vom 15. – 20. März an der Ecole de Physique in Les Houches eine internationale und interdisziplinäre Gruppe von Nachwuchswissenschaftlern sowie etablierten Forschenden aus Physik, physikalischer Chemie und biophysikalisch ausgerichteter Biologie zusammen. Im Zentrum stand die Frage, wie aus Licht ein quantitatives Signal einzelner Biomoleküle wird – und was diese scheinbar einfache Beobachtung physikalisch so reich macht. Hinter jedem fluoreszierenden Signal steckt ein schneller Wettlauf zwischen Emission, Energieverlust sowie zufälligen und forcierten molekularen Dynamiken, die bestimmen, wie Fluorophore tatsächlich in der modernen Mikroskopie erscheinen und funktionieren – und damit die biologische Funktion, Dynamik und Interaktion der markierten Biomoleküle messbar machen.

Ein weiteres Ziel des Seminars ist es, zwei historisch getrennte Welten zusammenzuführen: die Photophysik klassischer organischer Farbstoffe – ein Feld, das traditionell von der physikalischen Chemie geprägt ist – und die stark molekularbiologisch geprägte Entwicklung fluoreszierender Proteine sowie der Lebendzell-Mikroskopie und Fluoreszenztechniken, die sich traditionell in der Angewandten Optik, der Biophysik und der Zellbiologie verorten lassen. Während diese Bereiche lange weitgehend unabhängig voneinander existierten, ist in den letzten Jahren eine deutliche Konvergenz entstanden – mit zunehmend gemeinsamen Methoden, Fragestellungen und einer gemeinsamen Sprache der quantitativen Beschreibung. Diese Entwicklung ist auch Ergebnis unseres bewussten Brückenschlags, den wir bereits 2018 mit einer ersten Veranstaltung angestoßen haben und der sich seither nachhaltig verstärkt hat.

Besonders eindrücklich ist uns Organisatoren auch die außergewöhnliche Dynamik der vielen jungen Teilnehmenden aufgefallen. Ihre Beiträge waren geprägt von neuen Perspektiven und noch nicht etablierten Denkansätzen, welche die Diskussionen spürbar geöffnet und bestehende Sichtweisen herausgefordert haben. Ebenso sind wir sehr stolz darauf, eine außergewöhnlich starke Gruppe junger unabhängiger Gruppenleiter als Vortragende begrüßen zu dürfen, die ihre aktuelle Forschung direkt in das bisherige Kanon-Verständnis eingebracht und damit die wissenschaftliche Qualität und Aktualität des Seminars entscheidend geprägt haben.

Für alle, die nicht dabei sein konnten oder erst jetzt davon erfahren, ist ein weiterer nachhaltiger Aspekt der Veranstaltung die vollständige Open-Access-Bereitstellung der Vorträge als Videomaterial. Als Organisatoren blicken wir mit besonderem Stolz auf eine Veranstaltung zurück, die unsere ursprüngliche Motivation sichtbar weiterträgt: Photo- und Biophysik mit moderner Fluoreszenzbiologie hautnah zusammenzubringen. Wir danken der WE-Heraeus-Stiftung für die großzügige Förderung. 

Dr. Emmanuel Margeat, DR CNRS, Montpellier, Frankreich
Prof. Dr. Ulrike Endesfelder, U Bonn
Dr. Dominique Bourgeois, DR CNRS, Grenoble, Frankreich
Dr. Viktorija Glembockyte, MPI für Medizinische Forschung, Heidelberg