SPP 1128:  Optische Analyse der Struktur und Dynamik supramolekularer biologischer Komplexe

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5471435

Ziel des Schwerpunktprogramms ist die quantitative optische Analyse und theoretische Modellierung der dreidimensionalen Struktur und Dynamik von supramolekularen Komplexen biologischer Makromoleküle. Diese "Molekularen Maschinen" sollen insbesondere im Kontext der relevanten zellulären Strukturen untersucht werden, da sie für zahlreiche zelluläre Vorgänge von grundlegender Bedeutung sind. Quantitative, höchstauflösende lichtoptische Analyseverfahren in Verbindung mit spezifischen Fluoreszenzmarkierungsmethoden und quantitativen Interpretationsansätzen mithilfe von Modellierung und Simulation stehen im Vordergrund des Interesses, wobei ergänzende Ultrastrukturuntersuchungen willkommen sind.Folgende Themenschwerpunkte sollen interdisziplinär bearbeitet werden:1. Membranassoziierte und cytoplasmatische Komplexe (z.B. die optische Analyse und Modellierung von Coatomer-Komplexen; Strukturanalyse des Centrosoms). 2. Genese und Funktion der synaptischen Cytomatrix (z.B. die hochaufösende Analyse des Transports von Proteinen und Proteinkomplexen in die Synapsen).3. Aktive Chromatin-Komplexe (z.B. die optische Analyse und Modellierung der Nanostruktur spezifischer menschlicher Genregionen; die optische Analyse von Chromatin-Remodellierungskomplexen in lebenden Zellen).Zur Unterstützung der Untersuchungen ist die Einrichtung gemeinsamer Laboratorien zu den Bereichen Hochauflösende Lichtoptische Verfahren, Fluoreszenzinformationsverarbeitung sowie Lichtoptische Nanoskopie vorgesehen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Israel

Projekte

• 3D Analysis of Nuclear Nanostructures by Spatially Modulated Illumination Microscopy (Antragsteller Cremer, Christoph )
• Analysis of the in vivo chromatin conformation by high resolution fluorescence microscopy (Antragsteller Rippe, Karsten )
• Analysis of VDAC multi-protein complexes with dual-color fluorescent protein nanoscopy (Antragsteller Jakobs, Stefan )
• Aufklärung und quantitative Analyse fundamentaler Mechanismen zellulärer RNA-Interferenz mittels Einzelmolekül-Fluoreszenzmikroskopie und -Spektroskopie (Antragstellerin Schwille, Petra )
• Complex regulatory dynamics of the actin cytoskeleton - a new approach combining photoactivation and microfluidic tools (Antragsteller Beta, Carsten )
• Determination of protein associations within the human inner kinetochore in living cells using Acceptor Bleaching FRET and FLIM (Antragsteller Diekmann, Stephan )
• Dynamic Simulation of active/inactive Chromatin Domains (Dynamische Simulation aktiver/inaktiver Chromatindomänen) (Antragsteller Kreth, Gregor )
• Dynamics of Chromatin Accessibility and Proteome Distribution in Living Cells (Antragstellerinnen / Antragsteller Cardoso, Maria Cristina ;  Leonhardt, Heinrich )
• Dynamics of membrane associated actin-Arp2/3 and myosin-I complexes (Antragsteller Gerisch, Günther )
• Dynamik der Chromatinzugänglichkeit und der Proteomverteilung in lebenden Zellen (Antragsteller Leonhardt, Heinrich )
• Electron cryo-tomography of excitatory synapses and the structural characterisation of the postsynaptic molecular complexes (Antragsteller Baumeister, Wolfgang )
• Evaluation of different models of nuclear architecture based on the quantitative optical analysis of compaction levels of functionally defined chromatin regions (Antragsteller Cremer, Thomas )
• Functional analysis of synaptic cytomatrix proteins by novel, minimal-invasive Picosecond-FLIM and Picosecond-Anisotropy Fluorescence Imaging Microscopy (Antragsteller Zuschratter, Werner )
• Functional dynamics and molecular modelling of the promyelocytic leukemia (PML) nuclear body (Antragsteller Hemmerich, Peter )
• Functional dynamics and molecular modelling of the promyelocytic leukemia (PML) nuclear body (Antragsteller Langowski, Jörg )
• Funktionelle ortsaufgelöste optische Analyse zellulärer supramolekularer Komplexe mit Hilfe der Fluoreszensättigung (Antragsteller Heintzmann, Rainer )
• Imaging the dynamics of actin-associated proteins in motile cells using ultra-fast, multi-spectral TIRF microscopy (Antragsteller Diez, Stefan )
• Investigation of structure and function of the COPI-System using single, on nanostructures immobilised molecules and fluorescence resonance energy transfer (FRET) (Antragsteller Wieland, Felix Wilhelm Theodor )
• Investigation of structure and function of the COPI-System using single, on nanostructures immobilised molecules and fluorescence resonance energy transfer (FRET) (Antragsteller Gölzhäuser, Armin )
• Koordinatorantrag (Antragsteller Cremer, Christoph )
• Localisation and visualisation of biological markers and tracking of structures in living cells (Antragsteller Hesser, Jürgen )
• Mechanics and fast conformational dynamics of the nuclear pore complex (Antragsteller Florin, Ernst-Ludwig )
• Molecular and Microscope Analysis of Dictyostelium Microtubule Plus End Complexes and Their Role in Microtubule/Cell Cortex Interactions (Antragsteller Gräf, Ralph )
• Molecular mechanisms of SNARE-patterning (Antragsteller Lang, Thorsten )
• Molekulare Wechselwirkungen eines Rezeptor/Transducer-Komplexes während der Photosignalübertragung untersucht mit Einzelmolekül-Fluoreszenzspektroskopie (Antragsteller Fitter, Jörg )
• Observation of single transport events through single pore complexes of the nuclear envelope by means of near-field optical microscopy (Antragsteller Naber, Andreas )
• Optical analysis of the oxygen-regulated assembly of hypoxia inducible factor-1 (HIF-1) by means of 2 photon laser FRET and FRAP (Antragsteller Fandrey, Joachim ;  Metzen, Eric )
• Optische Analyse der Zugänglichkeit von Makromolekülkomplexen zu aktiven/inaktiven Chromatinregionen in Kernen lebender Zellen mithilfe von fluoreszierenden Teilchen (Antragsteller Cremer, Christoph )
• Optische Analyse von Zusammen- und Umbau der präsynaptischen Cytomatrix (Antragsteller Dresbach, Ph.D., Thomas )
• Single molecule fluorescence studies of the structure and dynamics of chromatin complexes (Antragsteller Langowski, Jörg ;  Seidel, Claus )
• Single molecule fluorescence studies of the structure and dynamics of chromatin complexes (Einzelmolekül-Fluoreszenzuntersuchungen zur Struktur und Dynamik von Chromatinkomplexen) (Antragsteller Seidel, Claus )
• Threedimensional optical analysis of hypoxia inducible factor-1 (HIF-1) activated nuclear gene complexes by means of 2 P Confocal Laser Scanning and Spatially Modulated Illumination Nanoscopy, and 2P Spectral Precision Distance Microscopy (Antragsteller Metzen, Eric )
• Threedimensional optical analysis of hypoxia inducible factor-1 (HIF-1) activated nuclear gene complexes by means of 2 P Confocal Laser Scanning and Spatially Modulated Illumination Nanoscopy, and 2P Spectral Precision Distance Microscopy (Antragsteller Cremer, Christoph )
• Translocation of single molecules by the pore complex of the nuclear envelope analyzed by low-light level three-channel fluorescence microscopy (Antragsteller Kubitscheck, Ulrich )
• Using dynamic light microscopy and cryo-electron tomography we will investigate the actin cytoskeleton during gliding motility of malaria parasites (Antragsteller Frischknecht, Friedrich )
• Visualisierung und quantitative Charakterisierung von Zellstrukturen durch Bildverarbeitung an elektronentomographischen Daten (Antragsteller Hegerl, Reiner )

• Sprecher: Professor Dr. Christoph Cremer