Eine quantitative Kraftkarte der mitotischen Spindel

• Antragstellerin: Professorin Dr. Simone Reber
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 370264820

Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es zu verstehen, wie Zellen komplexe Strukturen auf der Mikrometer-Skala assemblieren und regulieren. Im Speziellen interessiert uns, wie verschiedene Kräfte zusammenwirken, um kollektiv die Form der mitotischen Spindel zu kontrollieren. Die bipolare Struktur der Spindel ist untrennbar mit ihrer Funktion, der Trennung der Chromosomen auf zwei Zellen während der Zellteilung, verbunden. Die Form der Spindel ist eine emergente Eigenschaft, die sich aus dem Zusammenspiel von molekularen und physikalischen Prozessen ergibt. Diese Prozesse erzeugen und reagieren auf Kräfte. Trotz der essentiellen Funktion der Spindel können wir noch immer nicht erklären wie eine so hoch-dynamische Struktur Kräfte generieren und integrieren kann ohne dabei Ihre Größe und Form zu ändern. Um zu verstehen, wie die mitotische Spindel Kräfte integriert, ist es essentiell ihre mikromechanischen Eigenschaften zu kennen. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens werden wir Einblicke in die micro-mechanischen Eigenschaften der Spindel gewinnen, indem wir Deformationen der Spindel durch optische Kräfte erzeugen und messen. Um zu verstehen, wie verschiedene Kräfte kollektiv die Geometrie der Spindel bestimmen, kombinieren wir kontaktfreie Rheologie, in vitro Rekonstruktion im zellfreien System, biochemische und mechanische Pertubations-Analysen mit Materialgesetzen der Kontinuumsmechanik, um eine systematische Kräftekarte der mitotischen Spindel zu erstellen. Diese wird molekulare Kräfte quantitativ mit emergenten Eigenschaften der Spindel verknüpfen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen