Keimbildung aktiver Tropfen

• Antragsteller: Dr. David Zwicker
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447430501

In den letzten Jahren wurde Phasentrennung als grundlegender Prozess der räumlichen Organisation von biologischen Zellen identifiziert. Da Zellen Nichtgleichgewichtsysteme sind, weicht das Verhalten solcher Tropfen allerdings oft stark von den üblicherweise im Labor untersuchten Tropfen ab. Insbesondere können getriebene chemische Reaktionen die Tropfengröße, -anzahl und -dynamik regulieren. Es ist wahrscheinlich, dass auch die Keimbildung solcher aktiver Tropfen von diesen Reaktionen beeinflusst wird. Es liegt nahe, dass Zellen dies nutzen um mittels Reaktionen die Keimbildung zu unterdrücken, zu beschleunigen oder räumlich zu beeinflussen.In diesem Antrag wird ein minimales theoretisches Modell für fluktuierende aktive Tropfen vorgeschlagen um deren Keimbildung zu untersuchen. Dieses Modell basiert auf einer stochastischen Erweiterung einer bekannten deterministischen Beschreibung und wird numerisch und analytisch untersucht werden. Die vorläufige Daten zeigen, dass Reaktionen einen signifikanten Einfluss auf die homogene Keimbildungsrate habe. Des weiteren ändern Reaktionen auch die Form von Tropfen an Oberflächen, was deren Keimbildungsrate beeinflussen wird. Die Quantifizierung der Keimbildungsrate und der anschließenden Größenverteilung wird unser Verständnis von biologischen Tropfen verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen