Raumzeitliche Synchronisation interagierender Zellen

点击翻译按钮获取中文摘要

Es wird das Synchronisationsverhalten von biologischen Zellen und deren Kontrolle durch externe Kräfte in Experiment und Theorie untersucht. Im Vordergrund stehen räumlich ausgedehnte Systeme mit diffusiver Kopplung, in denen Reaktions-Diffusionswellen die Synchronisation vermitteln können. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf Hefezellen sowie auf Hefezellextrakte, in denen selbsterregte Oszillationen und Wellen der Glykolyse beobachtet werden können. Durch gezielte Änderung der beteiligten Reaktionen und Transportprozesse sowie der Umgebungsbedingungen und durch mathematische Modellbildung sollen die Strukturbildungsprozesse in zellulären Systemen und Extrakten erklärt werden. Die Arbeiten sind von grundlegender Bedeutung für das Verständnis komplexer, raumzeitlicher Synchronisationsvorgänge in lebenden Systemen, wie sie auch bei der Zelldifferenzierung, beim Tumorwachstum oder der Koordination von Organfunktionen auftreten können. Die in dem Projekt beabsichtigte enge Zusammenarbeit zwischen Theorie und Experiment ist eine notwendige Voraussetzung, um die physikalischen Grundprinzipien der Strukturbildung in multizellulären Systemen und deren biologische Funktion aufzuklären.