Modelling forces and signalling in cell adhesion

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Tierzellen kommunizieren mit ihrer Umgebung entweder über biochemische Botenstoffe in der umgebenden Lösung oder über Zelladhäsion. Der zweite Fall führt in vielen Fällen zur Entstehung von Kräften an den Adhäsionspunkten, für die in den letzten Jahren gezeigt werden konnte, dass sie ein wichtiger Input für zelluläre Entscheidungsprozesse sind. Diese Kräfte können entweder von der Zelle selbst erzeugt werden (mit Hilfe des Zytoskeletts) oder von außen auf die Zelle wirken (zum Beispiel im Scherfluss in Blutkapillaren). Die Transduktion der Kräfte an den Adhäsionspunkten in biochemische Signale ist bisher noch weitgehend unverstanden, muss aber entscheidend von den physikalischen Eigenschaften zellulärer Materialien abhängig sein. In diesem Projekt sollen Methoden der theoretischen Physik der weichen Materie verwendet werden, um die physikalischen Aspekte dieser Signaltransduktion zu untersuchen. Im Mittelpunkt der Modellbildung werden zwei wichtige Modellsysteme der Zellbiologie stehen: Fibroblasten in Adhäsion auf flachen Substraten und Leukozyten in rollender Adhäsion im Blutstrom. Die Ergebnisse dieser Studien sollen dann für die Vorhersage von Zellverhalten verwendet werden, zum Beispiel der Zellbewegung auf Biochips. Generell soll gezeigt werden, dass zelluläre Signaltransduktion nicht nur auf biochemischen, sondern auch auf physikalischen Prozessen beruht.