Mechano-biologische Analyse von auf Mikrotubuli basierenden Kräften an epithelialen Adherens Junctions während der Morphogenese von Gewebe

• Antragstellerin: Dr. Maja Matis
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Biophysik ; Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273722710

Mechanobiologie, die räumliche und zeitliche Organisation von Zellkräften die von Biomolekülen hervorgebracht werden, spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung einer Vielzahl von zellulären Verhaltensweisen. Ein solches Beispiel ist Morphogenese, bei der einzelne Zellen via Selbstorganisation komplexe Gewebe und Organe mit hoch spezialisierten Formen und Funktionen bilden. Formgebung dieser multizellulären Strukturen erfordert, dass Kräfte, welche innerhalb von Zellen durch das Zytoskelett erzeugt werden, zwischen benachbarten Zellen durch Adhäsionsmoleküle weitergeleitet werden. Um ein Gewebe neuzugestalten müssen Kräfte den mechanischen Widerstand überwinden. Geschwindigkeit und Richtung der Formveränderungen in einem Gewebe werden daher nicht nur von globalen Kraftvektoren, sondern auch von der lokalen Gewebesteifigkeit diktiert. Auf molekularer Ebene steuern genetische Prozesse in einem sich entwickelnden Gewebe gleichermaßen Kraftproduktion und Gewebesteifigkeit. Obwohl viele der Gene und chemischen Signale identifiziert wurden, die während der Morphogenese diese Prozesse regulieren, ist nur wenig darüber bekannt, wie diese mechanischen Verfahren quantitativ gekoppelt sind. Hier verwenden wir neue optische und chemische Werkzeuge, in Verbindung mit klassischen genetischen Ansätzen, um quantitativ zu analysieren, wie das Zytoskelett Kräfte während der morphogenetischen Umlagerungen in einem Gewebe koordiniert. In Anbetracht ihrer sich herausbildenden Funktion als globale Kraftintegratoren, wird ein besonderes Augenmerk der Studie auf die Rolle der Mikrotubuli (MT) an Adherens Junctions geworfen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1782: Epithelial intercellular junctions as dynamic hubs to integrate forces, signals and cell behaviour