Ein Forschungsteam des Instituts für Biophysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat erfolgreich eine neuartige Mikroskopietechnik namens ROSE-3D (Repetitive Optical Selective Exposure) entwickelt. Diese ermöglicht kamerabasierte, isotrope dreidimensionale Nanobildgebung. Die Forschungsergebnisse wurden am 2. Dezember in der Fachzeitschrift *Nature Methods* veröffentlicht.

Das Forschungsteam entwickelte einen optischen Hochgeschwindigkeits-Beleuchtungsschaltpfad auf Basis eines elektrooptischen Deflektors. Dadurch kann das ROSE-3D-System gleichzeitig Interferenzlicht in drei Raumrichtungen einkoppeln und so Interferenzstreifen innerhalb von Sub-Mikrosekunden schalten. Dieser technologische Durchbruch überwindet die Abhängigkeit herkömmlicher Methoden von der Form einzelner Moleküle und verbessert die laterale Positioniergenauigkeit um das 2- bis 6-Fache und die axiale Positioniergenauigkeit um das 3,5- bis 8-Fache bei einer Schärfentiefe von etwa einem Mikrometer. Mit diesem dreidimensionalen Bildgebungssystem lassen sich intrazelluläre Strukturen mit einer Dicke von etwa einem Mikrometer in Nanometerauflösung darstellen.

Die Vorteile der ROSE-3D-Technologie zeigen sich auch in ihren Möglichkeiten zur Mehrfarben- und Mehrschichtbildgebung. Forscher nutzten diese Technologie zur zweifarbigen dreidimensionalen Visualisierung und quantitativen Analyse von Lamininen in COS-7-Zellen. Dabei wurde erstmals die präzise räumliche Anordnung von Laminin A/C innerhalb von Laminin B1 mit einem Abstand von etwa 10 Nanometern im gesamten Zellkern sichtbar gemacht. Gleichzeitig gelang es dem Forschungsteam dank der isotropen hohen Auflösung erstmals, verschiedene Nanostrukturen, die durch das mitochondriale Fissionsprotein DRP1 auf der äußeren Mitochondrienmembran gebildet werden, in situ in einer natürlichen zellulären Umgebung zu erfassen und zu charakterisieren.

Diese Ergebnisse belegen, dass ROSE-3D als neuartiges dreidimensionales Bildgebungsverfahren die Lokalisierung und Strukturanalyse subzellulärer Organellen und makromolekularer Komplexe mit ultrahoher Auflösung ermöglicht und somit eine wertvolle technische Grundlage für die In-situ-Forschung dreidimensionaler Nanostrukturen in Zellen bietet. Diese Technologie birgt Anwendungspotenzial für die Aufklärung der natürlichen Assemblierungsmechanismen biomolekularer Komplexe.

Weitere Informationen: Autoren: Shihang Luo et al., Titel: „Molekularskalige isotrope dreidimensionale Superauflösungsmikroskopie basierend auf interferometrischer Lokalisierung“, veröffentlicht in: *Nature Methods* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Nature Methods*