Einfluss der Elastizität der Zelle und deren Umgebung auf die Ausbildung, die Stabilität und den Wechsel zwischen unterschiedlichen Zellfortsätzen in vivo.

• Antragstellerin: Dr. Alba Diz-Muñoz
• Fachliche Zuordnung: Biophysik ; Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394329438

Zellfortsätze spielen eine entscheidende Rolle für die Fortbewegung von Zellen. Für Zellen in drei-dimensionaler Umgebung, zum Beispiel während der Embryonalentwicklung oder Metastasierung von Krebszellen, wurden dynamische Wechsel zwischen verschiedenen Zellfortsätzen beobachtet. Die Mechanik der Zelle, beeinflusst im Speziellen durch Eigenschaften wie Membran-Zellkortex-Haftung, Myosin-basierende Kontraktilität, Zelladhäsion und Aktinpolymerisation, bestimmt dabei maßgeblich den Typ des Zellfortsatzes. Im Gegensatz dazu ist die Rolle anderer physikalischer Eigenschaften, wie zum Beispiel die Elastizität der Zelle oder deren Umgebung, weniger gut verstanden. Hauptgründe dafür sind u.a. das Fehlen von geeigneten Untersuchungsmethoden und das Nichtvorhandensein von in vivo (im Organismus), kontaktlosen Messmethoden zur Bestimmung o.g. mechanischer Eigenschaften.Mit diesem Projektantrag beabsichtigen wir, die Rolle der Elastizität der Zelle und deren Umgebung für die Ausbildung, die Stabilität und den Wechsel zwischen unterschiedlichen Zellfortsätzen in vivo zu untersuchen. Dazu werden wir zuerst den Einfluss der intrinsischen Elastizität des Zellfortsatzes während der Bildung eines Lamellipodiums in isolierten Zellen (ex vivo) bestimmen. Anschließend planen wir eine neue Art der Mikroskopie, die sogenannte Brillouin-Mikroskopie, zu etablieren und zu charakterisieren, die es erlauben wird, kontaktlos die elastischen Eigenschaften von Zellen in drei-dimensionaler Umgebung zu ermitteln. Zuletzt werden wir in vivo die Rolle der Elastizität der Zelle oder deren Umgebung für die Bildung und den Wechsel zwischen unterschiedlichen Zellfortsätzen während der Fortbewegung von Keimblatt-Vorläuferzellen im Zebrafisch mittels einer Kombination aus Brillouin- und Fluoreszenz-Mikroskopie bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen