Neuer Sonderforschungsbereich untersucht grundlegende physikalische Mechanismen in Zellen

Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert Saar-Wissenschaftler mit 9,1 Millionen Euro

23.11.2012 - Deutschland

Wie funktionieren grundlegende Prozesse in Zellen? Dieser Frage werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Saarbrücken und Homburg in einem neuen Sonderforschungsbereich an der Universität des Saarlandes nachgehen. Die Physiker, Mediziner, Biologen und Bioinformatiker untersuchen in stark fächerübergreifenden Projekten zum Beispiel grundlegende physikalische Mechanismen von Zellbewegungen, Anhaftung von Bakterien an Oberflächen oder die Dynamik verschiedener Transportprozesse. Aus den Erkenntnissen über die Zell-„Mechanik“ möchten die Forscher allgemeingültige Grundprinzipien zellulärer Prozesse ableiten. Start des neuen SFB 1027 „Physikalische Modellierung von Nichtgleichgewichts-Prozessen in biologischen Systemen” ist am 1. Januar 2013. Zunächst fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft das interdisziplinäre Vorhaben über vier Jahre mit 9,1 Millionen Euro.

Menschliche Immunzellen sind hoch spezialisierte Körperzellen, die eine wichtige Rolle bei der Vernichtung von Viren und Bakterien und beim Kampf gegen Krebs spielen. Entdecken sie zum Beispiel Krebszellen, bewegen sie sich auf die kranken Zellen zu und zerstören diese oder rufen andere Zellen im Kampf gegen die kranken Zellen zu Hilfe. Aber welche physikalische Mechanismen stecken hinter diesem Vorgang? Anders formuliert: Warum bewegen sich Immunzellen überhaupt auf Tumorzellen zu? Solche und ähnliche Fragen werden die Projekte im Bereich „Selbstorganisation und Transportverhalten“ bearbeiten. Zwei weitere Forschungsschwerpunkte des SFB lauten „Adhäsion an Membranen und Oberflächen“ sowie „molekulare Kooperativität“.

„Grundsätzlich wollen wir ein physikalisches Verständnis von biologischen Prozessen in diesem Sonderforschungsbereich gewinnen, wie wir es heute noch nicht haben“, erklärt Professor Heiko Rieger, der Sprecher des neuen SFB. Der theoretische Physiker von der Universität des Saarlandes ist einer von neun Physikern der Saar-Uni, die zusammen mit 15 Medizinern, Biologen und Bioinformatikern diesen Fragestellungen nachgehen.

„Physiker versuchen, die detaillierte Sichtweise eines Biologen auf molekulare Prozesse so weit zu abstrahieren und zu einer ‚gröberen’ Beschreibung zu kommen, bis sie allgemein gültige naturwissenschaftliche Prinzipien dahinter erkennen“, erklärt Professor Rieger. „Wenn wir solche Mechanismen entdecken, können wir sie vermutlich auch auf ähnliche Abläufe in anderen Zellen übertragen und so neue Erkenntnisse gewinnen. Wir werden viele Prozesse in unserem Körper besser verstehen, wenn wir wissen, welche Physik dahinter steckt“, so der Koordinator des neuen Sonderforschungsbereiches weiter. Diese Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung könnten in der Zukunft wichtig sein, um Anwendungen in der Medizin zu ermöglichen, die heute noch nicht möglich sind.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert den Verbund mit 9,1 Millionen Euro für die erste Periode von vier Jahren. Fällt das Urteil der Gutachter danach und gegebenenfalls nach weiteren vier Jahren wieder so positiv aus, könnte der SFB insgesamt zwölf Jahre lang die grundlegenden physikalischen Mechanismen der Zellen
erforschen.

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