Theoretische Zellbiophysik

Theoretische und rechnergestützte biologische Physik

Über

Wir nutzen Konzepte und Methoden der Physik um zu untersuchen wie Zellen externe Reize erkennen und darauf reagieren.

Forschungsthemen

  • Membranen
  • Aktive Materie
  • Methoden- und Codeentwicklung

Kontakt

Dr. Thorsten Auth

IBI-5

Gebäude 04.16 / Raum 2012

+49 2461/61-1735

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Biologische Zellen kommunizieren über Lipiddoppelschicht-Membranen mit ihrer Umgebung. Mit Hilfe von Kontinuumsmodellen und triangulierten Flächen berechnen wir Deformationsenergien und sagen Interaktionen der Membranen mit Nano- und Mikrostrukturen wie z.B. harten und weichen Teilchen voraus. Hierbei können sowohl synthetische Teilchen als auch Vesikel, Viren und Parasiten modelliert werden.

Zusätzlich zu den krümmungselastischen Eigenschaften der Membran berücksichtigen wir weitere Aspekte biologischer Systeme wie Rezeptor-Ligand-Wechselwirkungen und osmotische Konzentrationen. Im Inneren der Zelle erforschen wir Mechanismen der Informationsverarbeitung, indem wir die Selbstorganisation selbstangetriebener Teilchen charakterisieren. Krafterzeugung durch einzelne Komponenten ist weitverbreitet und essentiell für Leben, jedoch sind Strukturbildung und Dynamik in solchen aktiven Systemen sind häufig komplexer als in passiven Systemen.

Ein Beispiel ist die Motilität aktiver Vesikel (mit selbstangetriebenen Teilchen gefüllte Vesikel) auf strukturierten Oberflächen, die dem experimentell beobachtetem Verhalten biologischer Zellen ähnelt.

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Letzte Änderung: 29.01.2025