Quantitative Untersuchung der eukaryotischen Chemotaxis - Teil II: Motile amöboide Zellen als Mikrotransporter

• Antragsteller: Professor Dr. Carsten Beta
• Fachliche Zuordnung: Biophysik ; Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 116203121

Die chemotaktische Bewegung eukaryotischer Zellen spielt eine Schlüsselrolle in vielen biomedizinischen Prozessen wie zum Beispiel der Wundheilung, der Krebsmetastasis und der Morphogenese. Obwohl viele der beteiligten molekularen Komponenten in neuerer Zeit identifiziert wurden, gibt es bis heute kein umfassendes Modell eukaryotischer Chemotaxis. Grund dafür ist das Fehlen experimenteller Daten, die die Dynamik der einzelnen molekularen Komponenten sowie die Bewegung der Zelle als Ganzes quantitativ beschreiben. Ziel unserer Forschung ist es, diese quantitativen Daten zu generieren. Hierfür werden wir mit einem gut etablierten chemotaktischen Modellorganismus, der sozialen Amöbe Dictyostelium discoideum, arbeiten. Auf Basis mikrofluidischer Techniken, die in unserer Gruppe entwickelt werden, sind wir in der Lage, Dictyostelium Zellen mit präzise kontrollierten Gradientensignalen zu stimulieren. Für jedes Stadium des chemotaktischen Prozesses — Gradientenmessung, Zellpolarität, und chemotaktische Bewegung — werden wir exemplarische Messgrößen definieren. Es handelt sich bei diesen Messgrößen um die intrazelluläre Lokalisierung fluoreszierender Marker, sowie um Zellform- und Zellbewegungsparameter. Diese Parameter werden wir systematisch als Funktion des Gradientensignals aufzeichnen, um das chemotaktische Verhalten quantitativ zu charakterisieren. Auf Basis dieser Daten werden wir abschließend eine Beschreibung eukaryotischer Chemotaxis entwerfen, die alle Stadien des chemotaktischen Prozesses umfasst.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen