Spezifische Manipulation adhärenter Zellen durch Antikörper, Nukleinsäuren und cage-Verbindungen: elektrische in situ Detektion der morphologischen Zellreaktion

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Ziel des hier vorgestellten Forschungsvorhabens ist es, ein neues und vielseitig anwendbares experimentelles Verfahren zu entwickeln, um hochspezifische Struktur-Funktionsbeziehungen an kultivierten Zellen zu untersuchen. Dazu werden Zellen auf planaren Goldfilm-Elektroden kultiviert und Veränderungen der Zellmorphologie und -dynamik durch eine Impedazanalyse der zellbedeckten Elekrode nicht-invasiv und quantitativ bestimmt. Durch Elektroporation sollen Substanzen mit der Fähigkeit zur molekularen Erkennung (Peptide, Antikörper, Nukleinsäuren) ins Cytoplasma der adhärent auf den Elektroden wachsenden Zellen eingetragen werden, um spezielle funktionelle oder strukturelle Bestandteile der Zellen zu manipulieren. Durch in situ durchzuführende Impedanzmessungen soll die Reaktion der Zellen auf diesen Stimulus im Hinblick auf ihre Morphologie und Dynamik quantifiziert werden. In einem zweiten Projektteil sollen transparente Indium-Zinn-Oxid-Filme anstelle der Goldfilme als Elektrodenmaterial eingesetzt werden, um die impedanzspektroskopische Technik mit der photolytischen Aktivierung von Derivaten biologischer Schlüsselverbindungen (caged compunds) zu kombinieren. Auf Basis dieses kombinierten Verfahrens lassen sich die Einflüsse der intrazellulären Signalkaskaden auf die Morphologie und Dynamik adhärenter Zellen mit hoher zeitlicher Auflösung ermitteln. Im weiteren soll auf Basis dieser Impedanz-Photolyse-Technik eine alternative Methode zur Untersuchung gap juction mediierter Zell-Kommunikation erarbeitet werden.