EXC 1003 A1 - Zelluläre Polarisation und Veränderungen der Zellstruktur

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Beschreibung

Die Migration von Zellen erfordert eine dynamische Reorganisation von Faktoren, die die molekulare und morphologische Polarisation einer Zelle bestimmen. Zellpolarisation und Veränderungen der Zellform wiederum ermöglichen die Wanderung durch Gewebe, indem sie die dynamische Umgestaltung von Kontakten mit anderen Zellen oder der extrazellulären Umgebung und die Bildung stabiler Verbindungen im Zielgebiet der Zellwanderung ermöglichen. Die Arbeiten in diesem Forschungsbereich konzentrieren sich auf die Untersuchung der Zellpolarisation und der Kompetenz für gerichtete Bewegungen in verschiedenen Modellorganismen. Dabei werden insbesondere die folgenden Prozesse untersucht: Keimzellmigration im Zebrafisch Gliazellmigration in Drosophila Dynamik neuronaler Stammzellen im Gehirn der Maus Zellform und Determinanten der Zellpolarisation werden dabei mit Hilfe neuartiger Fluoreszenzmarker und mittels optischer Bildgebung in vivo (z.B. 2-Photonen-Mikroskopie, nichtlineare Mikroskopie) charakterisiert. Diese Messungen werden dann mit physikalischen Eigenschaften korreliert, die für die Zellform und Zellpolarität relevant sind. Dazu gehören z.B. die Zellmembranspannung, Steifigkeit des Zellkortex und das Fließverhalten des Zytoplasmas. Mittels mathematischer Analyseverfahren soll in Verbindung mit Video-Mikroskopie die durchschnittliche Zellstruktur bestimmt und dann Abweichungen von dieser unter verschiedenen experimentellen Bedingungen identifiziert werden. Veränderungen in der Zelldifferenzierung und die funktionale Manipulation von möglichen Signalwegen innerhalb der wandernden Zelle oder in ihrer Umwelt sollen verwendet werden, um die grundlegenden Prinzipien der Zellmigration zu verstehen. Dadurch können Erkenntnisse über die genetische und epigenetische Informationsübertragung für spezifisches Zellverhalten und zur Entschlüsselung der zugrundeliegenden Mechanismen von zellulärer Polarität und Motilität erlangt werden.