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Lebende Zellen

Lebende Zellen sind die elementaren Grundbausteine höherer Organismen. Dementsprechend ist ihr Aufbau sehr komplex und variabel. Um Aufbau und Funktion multizellulärer Gewebe und Organe zu gewährleisten, wechselwirkt hierbei nahezu jede einzelne dieser Zellen intensiv mit ihrer Umgebung. Diese essentiellen Wechselwirkungen können in Form eines Signals sowohl von der einzelnen Zelle an ihre Umgebung abgegeben als auch in Form eines Reizes von außen an die Zelle herangebracht und von dieser erkannt werden. Derartige Wechselwirkungen sind für nahezu jede Funktion -von der einzelnen Zelle bis hin zum Organ- absolut essentiell und steuern z.B. Embryonalentwicklung, Gewebeaufbau, Differenzierung oder Zellteilung.

lebende Zelen

Wenn Zellen auf mikrostrukturierten elastischen Substraten adhärieren (Hintergrund), wirken aufgebaute Zellkräfte auf das Substrat ein und deformieren dieses. Das Deformationsfeld (vorderes und mittleres kleines Bild) wird zur lokal und zeitlich hochaufgelösten Berechnung zellulärer Kräfte genutzt (hinteres kleines Bild). Zelluläre Kräfte stellen eine der offensichtlichsten mechanischen Funktionen von Zellen dar und werden im Institut intensiv untersucht.


Neuere Untersuchungen zeigten, dass mechanische Reize neben chemischen Faktoren eine große Rolle spielen. Dabei können mechanische Eigenschaften und Prozesse sowohl als zelluläre Funktion als auch als Signal von entscheidender Bedeutung sein. Diese im Begriff Zellmechanik zusammengefassten Faktoren umfassen im Besonderen Topographie, Deformation, Elastizität sowie Kraft. Die Erforschung dieser zellmechanischen Prozesse ist ein Hauptschwerpunkt des Instituts. Besonderer Fokus wird hierbei auf die Erzeugung und Erkennung mechanischer Funktionen und Signale durch die Zelle sowie auf zelluläre Reaktionen gelegt, die durch mechanische Prozesse ausgelöst werden.


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