Forschungsfokus

Zel­len von Pflan­zen, Tie­ren und Men­schen ver­fü­gen über ein kom­ple­xes Sy­stem ver­schie­de­ner Mem­bra­nen, die ei­ne in­tra­zel­lu­lä­re Kom­parti­men­tie­rung er­mög­li­chen. Je­de Mem­bran be­steht aus ei­ner Li­pid­dop­pel­schicht und dar­in ein­ge­bet­te­ten Pro­te­inen, die zahl­rei­che, es­sen­tiel­le Funk­tio­nen er­fül­len. Ka­nä­le und Trans­por­ter kon­trol­lie­ren den Trans­port von Io­nen, Li­pi­den und Me­ta­bo­li­ten. An der Si­gnal­wei­ter­lei­tung sind Re­zep­to­ren be­tei­ligt, die Ver­än­de­run­gen in der zel­lu­lä­ren Um­ge­bung de­tek­tie­ren und zell­spe­zi­fi­sche Ant­wor­ten ini­tiieren. Stö­run­gen in den zel­lu­lä­ren Trans­port- und Si­gnal­sy­ste­men ver­ur­sa­chen oft schwe­re Er­kran­kun­gen beim Men­schen. Ziel un­se­rer For­schungs­ar­bei­ten ist es, die mo­le­ku­la­ren Me­cha­nis­men der Trans­port­sy­ste­me und Si­gnal­trans­duk­ti­on auf­zu­klä­ren.

Aktuelle Forschungsprojekte

Molekulare Analyse von Lipidtransportern auf Einzelvesikelebene (DFG-Projektförderung)

Vesikel-Projekt

Li­pid­trans­por­ter sind in­te­gra­le Mem­bran­pro­te­ine, die den Trans­port von Li­pi­den über zel­lu­lä­re Mem­bra­nen ver­mit­teln und da­durch zahl­rei­che le­bens­wich­ti­ge zel­lu­lä­re Pro­zes­se kon­trol­lie­ren. Die Re­kon­sti­tu­ti­on von auf­ge­rei­nig­ten Trans­por­tern in Rie­sen­ve­si­keln er­laubt uns, de­ren Ak­ti­vi­tät in ei­ner de­fi­nier­ten Li­pid­um­ge­bung mit zeit­auf­ge­löster Fluo­res­zenz­mi­kro­sko­pie zu stu­die­ren. Die Kom­bi­na­ti­on von bio­che­mi­schen und bild­ge­ben­den Ver­fah­ren wird wich­ti­ge neue Ein­blicke in die mo­le­ku­la­ren Cha­rak­te­ri­sti­ka und die Re­gu­lie­rung von Li­pid­trans­por­tern ge­ben.

AG Cell Signalling  zerebrale Organoide und Lungen-Organoide, CRISPR Gen-Editierung von Stammzellen (DFG-, BMBF-, MERCUR-Projektförderung

Alzheimer-Projekt

Un­se­re Ar­beits­grup­pe un­ter­sucht Signal­we­ge von neu­ro­de­ge­ne­ra­ti­ven und Lun­gen­er­kran­kun­gen an hu­ma­nen, aus Stamm­zel­len ab­ge­lei­te­ten drei­di­men­sio­na­len Zell­kul­tur­mo­del­len, so­ge­nann­ten Or­ga­no­iden. Die­se Ge­we­be äh­neln hin­sicht­lich ih­res zel­lu­lä­ren Auf­baus gut dem ech­ten mensch­li­chen Or­gan und eig­nen sich da­her für die Ana­ly­se phy­sio­lo­gi­scher wie pa­tho­phy­sio­lo­gi­scher Me­cha­nis­men. Zur Ana­ly­tik der Or­ga­no­id­mo­del­le set­zen wir di­ver­se mi­kro­sko­pi­sche Tech­ni­ken ein so­wie bio­che­mi­sche und mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­sche Me­tho­den. Wei­ter­füh­ren­de In­for­ma­tio­nen zu un­se­ren DFG-, BMBF- und Mercur-ge­för­der­ten Pro­jek­ten er­hal­ten Sie auf der For­schungs­sei­te un­se­rer AG.

MAGNEURON (Prof. Dr. Rolf Heumann, FET-Open-Research-Projekt)

Bei neu­ro­de­ge­ne­ra­ti­ven Er­kran­kun­gen wie Par­kin­son ster­ben Ner­ven­zel­len im Ge­hirn ab, die den Bo­ten­stoff Do­pa­min her­stel­len. Ein The­ra­pie­an­satz be­steht da­rin, ge­eig­ne­te Er­satz­zel­len aus Stamm­zel­len des Pa­tien­ten be­reit­zu­stel­len und dar­aus ge­eig­ne­te Ner­ven­zel­len zu pro­gram­mie­ren, die für ei­ne Trans­plan­ta­tion ge­eig­net sind. Da­mit im de­ge­ne­rie­ren­den Ge­hirn Ner­ven­fort­sät­ze wach­sen, müs­sen da­für zu­nächst hem­men­de Si­gna­le über­wun­den wer­den. Au­ßer­dem ent­schei­det die Rich­tung, in die die Fort­sät­ze wach­sen, maß­geb­lich dar­über, ob die ver­lo­ren­ge­gan­ge­nen Ner­ven­ver­bin­dun­gen im Ge­hirn er­folg­reich wie­der­her­ge­stellt wer­den kön­nen. Im MAGNEURON-Pro­jekt er­pro­ben wir ei­ne ex­ter­ne ma­gne­ti­sche Sti­mu­la­ti­on, um das Wachs­tum von Ner­ven­fa­sern an­zu­re­gen. Ein Haupt­ziel ist es, ma­gne­ti­sche Na­no­par­ti­kel zu funk­tio­na­li­sie­ren und in Ner­ven­zel­len ein­zu­brin­gen. Nach ziel­ge­rich­te­ter ma­gne­ti­scher Ak­ti­vie­rung des en­do­ge­nen Ras-Si­gnal­we­ges durch die Na­no­par­ti­kel soll die Rich­tung des Wachs­tums von Neu­ri­ten von in­nen her ge­steu­ert wer­den.