Zellmigration und Differenzierung: Kausalitäten in Signalnetzwerken der Rho GTPasen

Vom Embryo bis zum Erwachsenen müssen individuelle Zellen in unserem Körper oftmals ihre Form verändern und diese den jeweils vorherrschenden Bedingungen anpassen. Dabei unterliegen für die Formänderung wichtige Proteine in jeder einzelnen Zelle strengen Kontrollen. Dass Projekt hat zum Ziel die gegenseitige zeitliche und örtliche Koordination dieser Proteine zu entschlüsseln und in ein mathematisches Modell zu integrieren, mit welcher die experimentell beobachteten Formänderungen erklärt werden können.

Viele physiologische und krankheitsrelevante Prozesse, wie Zellmigration oder neuronale Differenzierung, erfordern kontrollierte Veränderungen der Zellmorphologie, in welchen die exakte Koordination der Rho-GTPasen Proteine eine kritische Rolle spielt. Die drei Mitglieder dieser Familie, RhoA, Rac1 und Cdc42, beeinflussen sich hierbei gegenseitig in einem Signalnetzwerk. Unser Forschungsprogramm verfolgt einen kombinatorischen Ansatz zur Entschlüsselung dieses molekularen Netzwerks. Hierbei sollen neu entwickelte, licht-induzierbare Rho-GTPasen und Biosensoren zur Messung von Rho-Aktivitäten in lebenden Zellen genutzt werden. Im ersten Teil der Studie wird jeweils eine der drei Rho-GTPasen ausgeschaltet, wodurch die Einflüsse zwischen den verbliebenen Rho Proteinen gemessen werden können. Diese Daten sollen zur Erstellung von Computer-Simulationen in der zweiten Phase des Projekts verwendet werden, um die räumlichzeitliche Verschaltung aller drei Rho-GTPasen zu charakterisieren. Es wird erwartet, dass diese Untersuchungen ein grundlegendes Verständnis zur Regulation von Rho-GTPasen und der globalen Dynamik der Zellmorphologie ermöglichen. An beiden Standorten sind moderne Technologien und Methoden etabliert, die innerhalb des Forschungsprojekts wechselseitig genutzt werden und für die fachspezifische Ausbildung der Promovierenden eingesetzt werden können.

Antragsteller

Universität Duisburg-Essen: Prof. Dr. Perihan Nalbant (Molekulare Zellbiologie); Technische Universität Dortmund: Dr. Leif Dehmelt (Chemische Biologie)

Förderlinie: Projektförderung
Fördersumme: 149.944 Euro
Laufzeit: 01.01.2011 – 31.12.2012

Ansprechpartner

Prof. Dr. Perihan Nalbant
Universität Duisburg-Essen
Fakultät Biologie und Geographie
Molekulare Zellbiologie
Universitätsstr. 2
45117 Essen

Telefon: 0201-1833206
perihan.nalbant (at) uni-due(dot)de