Untersuchung zellmechanischer Kraftsensoren

Zellen interagieren ständig mit ihrer Umgebung und dabei bestimmen sowohl biochemische als auch physikalische Stimuli das Verhalten von Zellen und zelluläre Funktionen. Mechanische Eigenschaften der Umgebung und physikalische Kräfte auf Zellen beeinflussen wichtige zelluläre Vorgänge wie die Zellteilung, Zellbewegung und Zelldifferenzierung. Wie Zellen mechanische Kräfte der Umgebung wahrnehmen und zelluläre Eigenschaften durch mechanische Krafteinwirkung verändert werden ist derzeit noch weitgehend unerforscht. In diesem interdisziplinären Forschungsprojekt untersuchen wir die potentielle Rolle des Aktin Cytoskeletts und Myosin II Motorproteinen um mechanische Kräfte auf molekularer Ebene zu lesen und darauf zu reagieren. An Hand einer Kombination aus zellbiologischen, molekularbiologischen und biophysikalischen Experimenten sowie hochauflösenden Bildgebungsverfahren werden in diesem Projekt molekulare Dynamiken von Aktin, Myosin und Cytoskelett--assoziierten Proteinen in verschiedenen Zelltypen untersucht. An Hand dieser Daten wird ein mechanistisches Modell erstellt wie Zellen mechanische Kräfte auf molekularer Ebene interpretieren und darauf reagieren. Damit können potenziell zelluläre Steuermechanismen entschlüsselt werden, die das Auftreten von zellulären Fehlfunktionen durch äußere mechanische Krafteinwirkung regulieren.