Forschungsschwerpunkte
Lehr und Forschungsgebiet Molekulare und Zelluläre Anatomie (Prof. Dr. R. Leube)
Wir beschäftigen uns mit dem Zytoskelett, das als kompliziertes dreidimensionales Netzwerk das Zellinnere strukturiert und über spezielle Kontaktregionen sowohl an das Zytoskelett der Nachbarzellen als auch an die umgebende extrazelluläre Matrix angekoppelt ist. Zusätzlich zu mechanischen Stützaufgaben übernimmt das Zytoskelett auf Grund seiner komplexen Bauweise und hohen Flexibilität zentrale Funktionen bei nahezu allen Zellprozessen.
Man unterscheidet im Wesentlichen 3 Hauptkomponenten des zytoskelettalen Stützgerüsts: Aktinfilamente, Mikrotubuli und Intermediärfilamente. Unser Interesse gilt vor allen Dingen den Intermediärfilamenten, die trotz ihrer nachgewiesenen Bedeutung für mehr als 80 menschliche Erkrankungen bis heute am wenigsten gut untersucht sind. Ziel unserer Forschung ist es, die Bauprinzipien der zytoskelettalen Netzwerke und ihre Regulation im Zusammenhang mit spezifischen Zellfunktionen zu verstehen. Dazu verwenden wir transgene Zellsysteme und Modellorganismen, in denen wir zum einen die Dynamik des Zytoskeletts und seiner assoziierten Strukturen analysieren und zum anderen die Auswirkungen von gezielten Mutationen für zelluläre Eigenschaften bestimmen.
Die AGs Windoffer und Schwarz konzentrieren sich vor allen Dingen auf die Aufklärung der molekularen Grundlagen der unerwartet hohen Dynamik des Keratin-Intermediärfilament-Netzwerks in Epithelzellen. Ausgangspunkt der Untersuchungen ist der von uns erstmals postulierte "Keratin-Zyklus", der aus wiederkehrenden Abfolgen von topologisch definierten und regulierbaren Auf- und Abbauvorgängen besteht. Hochauflösende fluoreszenzmikroskopische Zeitrafferaufnahmen stehen im Zentrum der experimentellen Arbeiten.
Die AGs Krusche und Claßen-Linke beschäftigen sich vorwiegend mit den desmosomalen Verankerungsstrukturen der Intermediärfilamente in Epithelzellen und dem Herzmuskel. Zum einen wird die Bedeutung dieser Interaktion für die Einnistung der Blastozyste in das Endometrium als Prototyp epithelialer Invasion in komplexen dreidimensionalen Zellkultursystemen nachgestellt und in transgenen Mäusen untersucht. Zum anderen werden im Herzmuskel die Auswirkungen gestörter desmosomaler Adhäsion für die Ausbildung von Kardiomyopathien analysiert.
Die AG Geisler verwendet den Modellorganismus Caenorhabditis elegans, um mit Hilfe genetischer Screening-Methoden Determinanten der Intermediärfilament-Netzwerk-Bildung und -Verankerung im Darm zu identifizieren und die Auswirkung von Genmutationen für die Funktion der Darmzellen zu bestimmen.