AG Heinze

Entdeckungen in der Medizin und Biowissenschaften werden häufig durch die Erfindung neuer wissenschaftlicher Instrumente angeregt. Eines dieser faszinierenden Werkzeuge ist die Fluoreszenzmikroskopie, heute ein fester Bestandteil der Lebenswissenschaften.

Molekulare Mikroskopie

Unsere Gruppe entwickelt solche Werkzeuge, die eine verbesserte räumliche und zeitliche Auflösung beim mehrdimensionalen Fluoreszenz-Imaging ermöglichen, und zwar vom einzelnen Molekül bis zum ganzen Organ. Für solch eine Organ-Bildgebung verbinden wir in vivo, in vitro und in silico Konzepte, indem wir die Zweiphotonen-Intravitalmikroskopie mit der der Lichtblattmikroskopie, sowie mit computergestützten Simulationen kombinieren. So wird es möglich Zell-Zell oder Zell-Gefäß Interaktionen im Organ zu quantifizieren und auf diese Weise Prozesse der Thrombopoese, der Thrombusbildung oder auch die Größe einer Immunantwort messen zu können.

Forschungsziel

In einem interdisziplinären Ansatz kombinieren wir hochauflösende Konzepte der Fluoreszenzmikroskopie mit Kniffen aus Physik und Materialwissenschaften. Unser Ansatz umfasst die Konzeption und Nanofabrikation von biokompatiblen Beschichtungen auf Standard-Deckgläser. Solch modifizierte Deckgläser können in der Mikroskopie als modifizierte Probenträger dienen, die Fluoreszenz-Aufnahmen biologischer Oberflächen mit sowohl hoher zeitlicher als auch hoher örtlicher Auflösung erlauben. Dieser Ansatz ist für die Arbeit mit lebenden Zellen geeignet und liefert damit einen faszinierenden Ausblick, wenn es um die Beobachtung einzelner Biomoleküle und ihrer Interaktionen unter physiologischen Bedingungen geht.

David Stegner, Katrin G Heinze: Intravital imaging of megakaryocytes. Platelets. 2020 Mar 10:1-11. doi: 10.1080/09537104.2020.1738366. Online ahead of print.

Amich J, Mokhtari Z, Strobel M, Vialetto E, Sheta D, Yu Y, Hartweg J, Kalleda N, Jarick KJ, Brede C, Jordán-Garrote AL, Thusek S, Schmiedgen K, Arslan B, Pinnecker J, Thornton CR, Gunzer M, Krappmann S, Einsele H, Heinze KG*, Beilhack A*: Three-Dimensional Light Sheet Fluorescence Microscopy of Lungs To Dissect Local Host Immune-Aspergillus fumigatus Interactions. mBio. 2020 Feb 4;11(1):e02752-19. doi: 10.1128/mBio.02752-19. *corresponding author

Gorelashvili MG, Angay O, Hemmen K, Klaus V, Stegner D, Heinze KG. Megakaryocyte volume modulates bone marrow niche properties and cell migration dynamics. Haematologica. 2019 Jun 27. doi: 10.3324/haematol.2018.202010. [Epub ahead of print]

Hannah S. Heil, Benjamin Schreiber, Ralph Götz, Monika Emmerling, Marie-Christine Dabauvalle, Georg Krohne, Sven Hoefling, Martin Kamp, Markus Sauer, Katrin G. Heinze: Sharpening emitter localization in front of a tuned mirror; Light: Science and Applications; December 2018; DOI: https://doi.org/10.1038/s41377-018-0104-z

Schreiber, Benjamin; Kauk, Michael; Heil, Hannah; Emmerling, Monika; Tessmer, Ingrid; Kamp, Martin; Höfling, Sven; Holzgrabe, Ulrike; Hoffmann, Carsten; Heinze, Katrin: Enhanced fluorescence resonance energy transfer in G protein-coupled receptor probes by nano-coated microscopy coverslips; ACS Photonics, March 2018, DOI: 10.1021/acsphotonics.8b00072

Stegner D, vanEeuwijk JMM, Angay O, Gorelashvili MG, Semeniak D, Pinnecker J, Schmithausen P, Meyer I, Friedrich M, Dütting S, Brede C, Beilhack A, Schulze H, Nieswandt B, Heinze KG. Thrombopoiesis is spatially regulated by the bone marrow vasculature. Nat Commun. 2017 Jul 25;8(1):127. doi: 10.1038/s41467-017-00201-7.

Current position

W3 Professor of Molecular Microscopy at the Rudolf Virchow Center of the University of Würzburg (since March 2020)

Research Experience

Education

 2002              Ph.D. in Physics (“summa cum laude”), graduation from C.-v.-Ossietzky-University Oldenburg, Germany

Awards

• Postdoctoral Fellow of the Max-Planck Society, Germany (2004-2005)
• Picoquant Student Award for the ‘Best Student Talk’, 7th international workshop on ‘Single Molecule Detection and Ultra-Sensitive Analysis in the Life Sciences’, Picoquant, Berlin, Germany, annually awarded  (2002)
• Otto-Hahn-Medal for the ‘development of high-sensitive methods for intracellular analysis of biomolecular interactions’, Max Planck Society, Hamburg, Germany, annually awarded for outstanding scientific achievements (2002)

Further training & research

• Research stay with Prof. Dr. Waxham at the University of Texas Medical School, Houston, TX, USA; Research project: Establishing an instrumental platform for single molecule detection(2002)
• Carl-Zeiss, Oberkochen, Germany, dept. semiconductor technology; Research project: Nonlinear optical properties of single CaF₂ crystals (1997-1998)
• Instituto Canario de Ciencias Marinas (ICCM), Telde, Spain, including a scientific ship expedition (one week), Atlantic Ocean; Research project: Fluorescence spectroscopy of Sea Water(1997)

Position

Mitglied - Graduate School of Life Sciences    
Supervisor und Mitglied in verschiedenen Promotionskomitees - Graduate School of Life Sciences/Biomedizin

Veranstaltungen

Die Lehrveranstaltungen finden Sie hier.

03980151 Für Biomediziner Literaturseminar (englisch) WS 2017/18
03980160 Literaturseminar "Microscopy Journal Club" für wissenschaftliche Mitarbeiter WS 2017/18
03980610 Seminar für Diplomanden und Doktoranden WS 2017/18
03984000 Grundlagen der computergestützten Bildverarbeitung und Analyse in der modernen Lichtmikroskopie WS2017/18
03984010 Bildgebende Verfahren in den Lebenswissenschaften WS 2017/18
03988160 Literaturseminar für wissenschaftliche Mitarbeiter WS 2017/18
03988180 Einführung in lichtmikroskopische Untersuchungen mittels Fluoreszenz für Doktoranden / Diplomanden WS 2017/18
03988190 Analyse und Auswertung von 3D-Bildstapeln für Doktoranden/Diplomanden WS 2017/18
03988410 Fluoreszenzverfahren in der Biomedizin WS 2017/18
03990910 Molekularbiologisches Methodenpraktikum - Rudolf-Virchow-Zentrum.