
Atomic Force Microscopy - A New Look at Microbes
In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Rasterkraftmikroskopie (AFM) zweifellos einen erheblichen Einfluss auf die Entschlüsselung der Strukturen und der Dynamik mikrobieller Oberflächen mit Nanometerauflösung und unter physiologischen Bedingungen gehabt. Darüber hinaus haben die kontinuierlichen Innovationen bei den AFM-basierten Modalitäten sowie die Kombination von AFM mit modernen optischen Techniken wie der konfokalen Fluoreszenzmikroskopie oder der Raman-Spektroskopie die Vielfalt und den Umfang der Daten, die in einem Experiment erfasst werden können, erhöht. Es ist offensichtlich, dass diese Kombinationen neue Möglichkeiten bieten, ein breites Spektrum mikrobiologischer Prozesse auf der Ebene einzelner Zellen zu untersuchen.
In diesem Buch habe ich mich bemüht, die Fülle der AFM-basierten Modalitäten hervorzuheben, die in den letzten Jahren zur multiparametrischen und multifunktionalen Charakterisierung insbesondere von bakteriellen Oberflächen eingesetzt wurden. Beispiele hierfür sind die Echtzeitdarstellung der nanoskaligen Organisation von Zellwänden, die Quantifizierung subzellulärer chemischer Heterogenitäten, die Kartierung und funktionelle Analyse einzelner Zellwandbestandteile und die Untersuchung der nanomechanischen Eigenschaften lebender Bakterien. Es ist zu erwarten, dass in naher Zukunft mehr AFM-basierte Modalitäten und ergänzende Techniken in einzelnen Experimenten kombiniert werden, um relevante Probleme und Herausforderungen in der mikrobiellen Forschung anzugehen.
Solche Verbesserungen könnten es ermöglichen, die dynamische Natur vieler weiterer mikrobieller Zelloberflächen und ihrer Bestandteile zu untersuchen, einschließlich der Umstrukturierung von Zellmembranen, Poren und Transportern, der Signalisierung von Zellmembranrezeptoren und der Bildung von Zelladhäsionskomplexen. Letztendlich werden sich vielfältige Entdeckungen und technische Möglichkeiten ergeben, wenn multiparametrische Werkzeuge es ermöglichen, Systeme von zunehmender Komplexität zu erforschen und zu manipulieren.