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Modellmembranen

Forschungsthema: Modellmembranen


In lebenden Zellen wirken unzählige Komponenten in einem weitverzweigten Netzwerk zusammen, um die Funktionstüchtigkeit des Gesamtsystems zu gewährleisten. Hierbei ist die Komplexität derart hoch, dass viele Prozesse nur phänomenologisch analysiert werden können, obwohl sie physikalischen Gesetzen folgen. Eine Möglichkeit diese physikalischen Prozesse isoliert zu untersuchen sowie ihre Mechanismen unter vereinfachten Bedingungen zu analysieren, besteht in der Verwendung von biomimetischen Modellsystemen, hier für die Zellmembran. Auf Phospholipiden basierende Riesenvesikel sind aufgrund ihrer Zusammensetzung, sowie ihrer sphärisch geschlossenen Struktur und Größe im Mikrometerbereich gute Modelle der Zellmembran. Phospholipid-Membranen können je nach Fragestellung durch Proteine oder andere biologische Makromoleküle erweitert werden. Im Gegensatz zum lebenden System hat man hier die Kontrolle über viele wichtige Parameter wie die Zusammensetzung der Membran, das Lipid-Protein Verhältnis und die mechanische Membraneigenschaften. In unserem Institut werden Riesenvesikel und festkörpergestützte Lipiddoppelschichten als stark abstrahierte Modelle für Zellmembranen verwendet, um die physikalischen Eigenschaften der Lipiddoppelschicht oder Prozesse wie Zell-Substratadhäsion, Membranfaltung unter osmotischem Stress und Mikrodomänenbildung quantitativ aufzuklären.


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