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)
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.
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.