Grundbausteine der Organismen

DynaMem – Dynamik von Membranen

LOEWE-Schwerpunkt der 10. Förderstaffel

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Anatomische Darstellung mit Zellen
© Pixabay/geralt

Projektpartner

Goethe-Universität Frankfurt (Federführung), Max-Planck-Institut für Biophysik, Frankfurt am Main

Landesförderung

2018-2021: ca. 4,4 Millionen Euro

Worum geht es?

Wie kontrolliert die Dynamik von Membranen die Funktion unserer Zellen?

Ziel des LOEWE-Schwerpunkts DynaMem ist die Beschreibung, Modellierung und Beeinflussung von Membranen in lebenden Zellen. Die Zellen sind die Grundbausteine aller lebenden Organismen. Sie sind umrandet und unterteilt durch Membranen. Membranen sind von grundlegender Bedeutung für Zellen und ermöglichen, dass biologische und chemische Prozesse in nur dafür vorgesehenen abgegrenzten Räumen der Zelle stattfinden, zum Beispiel im Zellkern oder in Mitochondrien. Sie ermöglichen demzufolge eine räumliche und zeitliche Kontrolle aller zellulären Vorgänge, und die korrekte Funktionsweise einer jeden Zelle hängt somit direkt von den Eigenschaften der Membranen ab. 

Die Vorstellung, dass Membranen in Zellen starre Gebilde sind, die Räume in Zellen abgrenzen, ist weit verbreitet. Dem ist jedoch nicht so, denn Membranen stellen fließende Strukturen dar, die sich in ihrer Form, Zusammensetzung und Funktion auf verschiedene Zustände des hoch dynamischen Systems der Zelle ausrichten. Während die statischen Eigenschaften von biologischen Membranen heute relativ gut verstanden werden, werfen die Regulationsprinzipien der Membranveränderungen und die Dynamik von Membransystemen in den Zellen, sowie die daraus resultierenden physiologischen Auswirkungen heute noch große Fragen auf. 

Der Forschungsschwerpunkt DynaMem hat sich zum Ziel gesetzt, genau die molekularen Mechanismen der intrazellulären Membrandynamik und deren Regulation in den Zellen zu beschreiben, sowie Möglichkeiten zu deren Veränderung zu entwickeln. Neben vielen grundlegenden Forschungsaspekten wird die Rolle der Membran-dynamik auch in wichtigen Prozessen wie der Alterung, dem Zelltod, dem Krebs, Knochenerkrankungen und beim Parasitismus untersucht.

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