Die Optogenetik ist ein relativ neues Fachgebiet an der Schnittstelle von Optik und Life Sciences, bei welchem optisch schaltbare Biomoleküle eingesetzt werden, um zelluläre Funktionen präzise über einen Lichtreiz steuern zu können. Sie stellt damit ein wertvolles Werkzeug in der Grundlagenforschung, der Wirkstoffentwicklung und perspektivisch auch in der regenerativen Therapie sowie der Biotechnologie dar. Der weiten Verbreitung dieser Verfahren stehen allerdings die relativ hohen Einstiegshürden bei der experimentellen Etablierung von optogenetischen Experimenten entgegen. Hier ist gleich in mehreren Disziplinen (Genetik, Zellbiologie, Optik) überdurchschnittliches Know-how notwendig.

Es bedarf zum einen einer molekularbiologischen Etablierungsarbeit zum Erstellen der optogenetischen Zellkonstrukte und zum anderen optisches Know-how, um eine selektive Stimulation zu erreichen. Zusätzlich werden häufig optische Read-out Verfahren gewählt, welche eine zusätzliche Komplexität beim Abgrenzen der Anregungskanäle bedeuten. Viele potenzielle Endanwender benötigen daher eine aufwendige Etablierungsphase oder schrecken vor dieser interdisziplinären Aufgabe gänzlich zurück.

In diesem Vorhaben wird ein Optogenetik-Starterkit für universitäre und industrielle Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen entwickelt, welches die Etablierung der Methode zur Entwicklung neuer Anwendungen ermöglicht und vorhandene Einstiegshürden abbauen soll. Insbesondere soll die Integrierbarkeit des Verfahrens in den bestehenden Laboralltag vereinfacht werden. Das Starterkit wird einen Modulbaukasten aus biologischen Komponenten (Zellen, gentechnischen Markern), optischer bzw. mikroskopischer Hardware, einer Anwendersoftware und Arbeitsanweisungen für die durchzuführenden Prozesse bereitstellen. Die Konfiguration des für das Anwendungsfeld benötigten Kits wird über eine zu entwickelnde Konfigurations-App erfolgen. Dies ermöglicht Arbeitsgruppen, die nur über einen Teil der oben beschriebenen Kompetenzen verfügen, den Einstieg in diese spannende und zukunftsträchtige Technologie.

Das Projekt wird in Kooperation mit der LLS ROWIAK LaserLabSolutions GmbH durchgeführt.