Lasergesteuerte Growth Cone Motilität: Eine Studie, wie optomolekulare Wechselwirkungen die Aktivität des Zytoskeletts beeinflussen.

• Antragsteller: Professor Dr. Josef Alfons Käs
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5435367

Fundamentale Kenntnisse über Nervenwachstum und die Fähigkeit es zu kontrollieren sind essenziell für das Verständnis der Nervenregeneration und für die Formierung neuronaler in vitro Netzwerke mit definierter Architektur. Der Growth Cone, eine aktive, sensorische Struktur an der Spitze wachsender Neurite, wird durch ein komplexes Netzwerk von Genexpression und Signalübertragungsmechanismen reguliert. Diese molekularen Steuermechanismen adressieren das Zytoskelett, eine intrazelluläre, hoch dynamische Struktur aus Proteinfilamenten und assoziierten Proteinen. Das Zytoskelett ist für die Krafterzeugung und Formveränderung verantwortlich, welche einem Growth Cone erlauben sich fortzubewegen. Unsere Ausgangsresultate zeigen, dass wir laserinduzierte Kräfte einsetzen können, um die Bewegung eines Growth Cones zu beeinflussen. Der Laser wirkt sich auf die folgenden vier relevanten Parameter neuronalen Wachstums aus: die Wachstumsgeschwindigkeit, die Wachstumsrichtung und die Aufspaltung eines Growth Cones sowie den Kontakt eines Growth Cones zu einer anderen Nervenzelle. Unser Forschungsvorhaben wird die zugrundeliegenden optomolekularen Wechselwirkungen laserkontrollierten neuronalen Wachstums identifizieren, indem verschiedene Möglichkeiten zellulärer Mechanismen experimentell untersucht werden. dies wird darüber hinaus das generelle Verständnis von Growth Cone Motilität erweitern. Die gewonnenen Erkenntnisse werden sowohl neue Strategien zur Formierung neuronaler Netzwerke hervorbringen als auch fundamentales Wissen für optisch kontrollierte biomimetische Maschinen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen