Mehrskalen-Biophysik der Mikrotubuli-Dynamik

Zellen sind gut organisierte und hochentwickelte Strukturen. Wie die Zusammensetzung und die dynamische Organisation des Zytoskeletts auf molekularer Ebene gesteuert werden, ist noch weitgehend unbekannt. Das Projekt TubeX erforscht diese Prozesse auf Ebene der gesamten Zelle.

Die Zelle ist die funktionelle Einheit des Lebens. In ihr werden genetische Informationen, physiologische Signale und Nährstoffe verarbeitet, in biologische Prozesse übersetzt und so das Leben eines Organismus aufrechterhalten. Eine optimale Organisation und die hochentwickelten Strukturen der Zellen machen dies erst möglich.

Hochdynamische Systeme

Mehrere Filamentsysteme auf Eiweissbasis bilden die strukturellen und organisatorischen Elemente der zellulären Architektur. Interessanterweise sind diese Filamentsysteme sehr dynamisch. Dadurch wird konstant eine räumliche Umorganisation der Zelle - je nach Einfluss innerer und äusserer Signale oder Bedingungen – erst möglich. Über die molekularen Abläufe, die für den Aufbau und die dynamische Organisation des Zytoskeletts in der gesamten Zelle verantwortlich sind, ist noch wenig bekannt.

Hefe als ein Modellsystem

Das Ziel des TubeX-Projekts ist es, zu erforschen, wie zelluläre Faktoren und Regulierungsmechanismen die Prozesse koordinieren, die zum Aufbau und der Regulation der Zellarchitektur führen. Diese Vorgänge finden nicht nur lokal auf der Ebene der einzelnen Filamente und Filamentenden (im Nanometer-Bereich) sondern auch auf höheren Stufen (im Mikrometer-Bereich) statt. Im Projekt werden Mikroskopie, computergestützte bildgebende und Datenanalyseverfahren, Genetik, Strukturbiologie und in silico Modellierungen kombiniert. Dabei dienen Hefekulturen als Modellsysteme, da sie ein ähnliches Zytoskelett besitzen wie die Zellen der meisten anderen Eukaryoten, inklusive derjenigen der Säugetiere.

Stand: Juni 2013