TU-Dortmund: For­schungs­team ent­schlüs­selt dynamische Regulation von Zellbewegungen

Viele Zellen im menschlichen Körper sind ständig in Bewegung. Das ist wich­tig, um zum Beispiel Entzündungen bekämpfen zu können, und elementar für die Embryonalentwicklung. Auch Krebszellen machen sich diese Bewegungen zu eigen. Mithilfe einer lichtbasierten Technik hat nun ein Team der TU-Dortmund regulatorische Signalnetzwerke ent­schlüs­selt, welche die Zellbewegungen kontrollieren.

Dr. Leif Dehmelt

Dr. Leif Dehmelt ist Privatdozent an der Fa­kul­tät für Chemie und Che­mi­sche Biologie der TU Dort­mund und Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie.

Nikolas Golsch​/​TU Dort­mund

Um das Signalnetzwerk, das die Zellkontraktion steuert, zu un­ter­su­chen, hat das Team aus Forschenden rund um Dr. Leif Dehmelt spezielle Mo­le­kü­le, deren Funktion mit blauem Licht gesteuert wer­den kann, in lebende Zellen eingebracht. Mithilfe dieser Lichtkontrolle konnte sie unter dem Mikroskop Veränderungen der Netzwerkdynamik in den Zellen beobachten und messen. Aus dieser optogenetischen Untersuchung konnte sie Rückschlüsse auf die Signalverarbeitung ziehen: Ein zentraler Aspekt sind ins­be­son­de­re positive und negative Rückkopplungsschleifen im Netz­werk, welche dynamische Signalpulse erzeugen.

„Basierend auf diesen Ergebnissen haben wir ein theoretisches Modell erstellt, das die Interaktionen des Signalnetzwerks quantitativ beschreibt. Anhand des Modells konnten wir vorhersagen, wie sich die Dynamik des Netzwerks durch gezielte Störungen der Rückkopplungsschleifen verändert“, er­klärt Dr. Dehmelt. Ihre Vor­her­sagen konnten die For­sche­rin­nen und Forscher anschließend durch ih­re optogenetischen Untersuchungen bestätigen.

Die theoretischen und experimentellen Er­geb­nisse der Gruppe von Dr. Leif Dehmelt bilden damit neue, grund­le­gen­de Erkennt­nisse, um die komplexen Prozesse in der Embryonalentwicklung und im Krebswachstum besser zu verstehen. Sie wurden Anfang Dezember in der renommierten Fach­zeitschrift Cell Reports veröffentlicht.


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Zur vollständigen Mitteilung der TU-Dortmund.

Zur Originalpublikation in Cell Reports.