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SFB 1638:  Umbau von zellulären Membranen – wie veränderte Form Funktion schafft

Fachliche Zuordnung Biologie
Förderung Förderung seit 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 511488495
 
Membranen sind von grundlegender Bedeutung für die Entstehung komplexer zellulärer Architekturen, wie die Kompartimentierung eukaryontischer Zellen zeigt. Biologische Membranen sind dynamische Strukturen mit einer anpassungsfähigen Zusammensetzung von Lipiden und Proteinen. Der Membranumbau, der Prozess der Veränderung der Zusammensetzung oder Konfiguration biologischer Membranen, erzeugt die Architektur einer Zelle und bestimmt deren Physiologie. Jede Zellmembran ist einem Umbau unterworfen, und die Vielfalt der verschiedenen Membrankonfigurationen ist eng mit biologischen Funktionen verknüpft. Es überrascht nicht, dass viele verschiedene Prozesse beschrieben wurden, bei denen Zellen ihre Membranen umgestalten. Die molekularen Mechanismen der meisten Membranumbauprozesse sind jedoch nur teilweise verstanden oder noch völlig unbekannt. Die allgemeinen Prinzipien des Membranumbaus sind noch nicht geklärt, und es fehlt ein umfassendes Verständnis dafür, wie Zellen diese allgemeinen Prinzipien nutzen, um spezifische Funktionen zu erzeugen. Mit diesem SFB wollen wir diese Wissenslücke von einem konzeptionellen Standpunkt aus schließen. Wir gehen davon aus, dass die große biologische Vielfalt auf vier grundlegende Arten des Membranumbaus zurückzuführen ist: transversale und laterale Segregation sowie morphologische und topologische Transformation. Ein Schwerpunkt dieses SFB ist der Nachweis der Hypothese, dass Zellen die vier grundlegenden Arten des Membranumbaus auf modulare Weise koppeln und dass diese Kopplung zu gerichteten Sequenzen von Umbauereignissen führt, die spezifische biologische Funktionen erzeugen. Unsere Ziele sind die Identifizierung der Umbauwege und der beteiligten Komponenten, die Aufklärung der Mechanismen der zellulären Membranumbauvorgänge, die Feststellung, wie einzelne Membranumbauvorgänge gekoppelt sind, und das Verständnis, wie eine Reihe gekoppelter Membranumbauvorgänge zusammenwirken und zu funktionellen Umschaltungen führen. Um diese Ziele zu erreichen, haben wir Projekte zusammengestellt, die ein breites Spektrum biologischer Prozesse untersuchen, die entscheidend von Membranumbauvorgängen abhängen und an verschiedenen Zellmembranen ablaufen. Unsere Projekte reichen von der Identifizierung von Signalwegen und der molekularen Akteure, die an bestimmten membranbasierten Prozessen beteiligt sind, bis hin zum Verständnis von Membranumbauvorgängen bei atomarer Auflösung. Unser Programm wird von einem gemeinsamen Ziel geleitet: die universelle Logik der Kopplung von Membranumbauereignissen zu definieren. Langfristig werden wir zeigen, dass unser Verständnis robust genug ist, um viele der untersuchten Prozesse mit gereinigten Komponenten zu rekonstruieren. Der Nachbau dieser Wege und ihre Manipulation mit neu entwickelten Wirkstoffen wird zu neuen Wegen zur Beeinflussung biologischer Prozesse unter physiologischen und pathologischen Bedingungen führen.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Laufende Projekte

Antragstellende Institution Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
Beteiligte Hochschule Hochschule Mannheim
 
 

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