Bildfolgenanalyse Physiologie

• Applicant: Professor Dr. Rainer H.A. Fink
• Subject Area: Mathematics
• Term: from 1998 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5463094

In diesem Projekt wird die Calcium regulierte Kraftentwicklung in Skelettmuskelfaser Präparaten untersucht. Die Messungen zur Ca2+-Regulation umfassen makroskopische Ca2+-Transienten und elementare Ca2+-Freisetzungsereignisse (Ca2+-Sparks) in permeabilisierten Muskelfaser Präparaten, welche ideale Modelle für die Freisetzung von Ca2+-Ionen aus internen Speichersystemen darstellen. Die Ca2+-Freisetzungskanäle (Ryanodin Rezeptoren) in den Membranen der internen Ca2+-Speicher sind in fast allen erregbaren Zellen, wie z.B. auch in Neuronen, vorhanden. Zusätzlich zu grundlegenden biophysikalischen und physiologischen Untersuchungen werden wir auch die Bildverarbeitungsalgorithmen zur Auswertung der Bildserien weiterentwickeln. Wir beabsichtigen, Bewegungsparameter höherer Ordnung direkt aus Line-Scan Bildern von Ca2+-Sparks zu schätzen, insbesondere um die Größe der Ca2+-Freisetzungsquelle zu quantifizieren. Im Bereich der Motorprotein Wechselwirkung sollen die Bildverarbeitungsalgorithmen zur Analyse von Motility Assay Bildsequenzen weiter vervollständigt werden. Ziel ist es, die modellbasierte Analyse dieser Sequenzen mit einer Analyse der einzelnen Teilchen-Trajektorien und -Eigenschaften zu ergänzen, sowie 3-D anisotrope Diffusionsfilter zur Verbesserung des Signal zu Rausch Verhältnisses einzusetzen. Zusätzlich sind wir nun in der Lage, die biophysikalischen und physiologischen Fragestellungen des Einflusses von Ionenstärke auf die Aktin-Myosin Wechselwirkung zu untersuchen, ebenso wie die mechanischen Eigenschaften einiger konventioneller Myosine im Motility Assay zu charakterisieren. Dies wird durch die erfolgreiche Entwicklung geeigneter Algorithmen in der vorhergehenden Förderperiode ermöglicht. Zusätzlich ergeben sich durch eine enorme Verbesserung unserer Fluoreszenz-Mikroskopischen Ausrüstung sehr viele neue interdiszilinäre Kooperationen innerhalb der Forschergruppe und mit externen Kooperationspartnern.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 240: Bildfolgenanalyse zum Studium dynamischer Prozesse
• Participating Person: Dr. Dietmar Uttenweiler