Profil
Die Organisation einer Zelle ist zur selben Zeit hoch spezifisch und überaus dynamisch. Sowohl ganze Zellen als auch subzelluläre Strukturen befinden sich in einem energetischen Gleichgewicht, wobei ein steter Energiefluss den Austausch von Komponenten zwischen klar definierten Kompartimenten ermöglicht.
Unser Ziel ist es zu verstehen, wie das hochdynamische System "Zelle" dazu in der Lage ist, die erstaunliche räumliche und zeitliche Präzision zu erzeugen , die charakteristisch für zahlreiche zelluläre Vorgänge ist. Für unsere Untersuchungen verwenden wir den Modellorganismus Saccharomyces cerevisae (Bäckerhefe) und eine Kombination molekulargenetischer und zellbiologischer Methoden. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Anwendung moderner optischer Mikroskopietechniken, wie TIRFM (total internal reflection microscopy), FRET (fluorescence resonance transfer) oder FRAP (fluorescence recovery after photobleaching).
Derzeit konzentriert sich unsere Arbeit auf drei miteinander verknüpfte Forschungsbereiche:
1. Die spontane Zellpolarisierung und die Rolle, die das kleine G-Protein Cdc42 und seine Effektoren bei der Etablierung von Zellpolarität spielen. Bei diesem Projekt versuchen wir, durch eine Kombination von lebend-Zell Mikroskopie und mathematischen Simulationen ein besseres Verständnis der molekularen und biophysikalischen Parameter der Zellpolarisierung zu erhalten.
2. Die Organisation und Dynamik des kortikalen Aktinzytoskelletts in Hefe. Unter Verwendung von Videomikroskopie und TIRFM von GFP-markierten Aktinproben untersuchen wir Fragen zur Dynamik kortikaler Aktin Kabel, zur Regulation von Aktin Nukleation und zur Verbindung zwischen Aktin Patches und Aktin Kabeln.
3. Die Organisation der Hefe Plasmamembran. Über einen TIRFM-basierten high-throuput Ansatz wollen wir die Verteilung und das Verhalten aller bekannten Plasmamembranproteine in der Hefe mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung bestimmen. Diese Art von globaler Information wird uns hoffentlich ermöglichen, die Veränderungen während der Zellpolarisierung auf einem "System"-Niveau zu verstehen. Zudem werden wir in der Lage sein, eine genaue räumliche Komponente zu den zahlreichen Signalvorgängen an der Plasmamembran hinzuzufügen.
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