Ausrichtung
der Arbeitsgruppe
Das Interesse meiner Arbeitsgruppe konzentriert sich
Fragestellungen im Kontext der Zellulären
Signalübermittlung (Signal transduction), der
Zelldifferenzierung und der Genom Rekombination in der
Meiose. Wir verwenden für unsere Studien die
Bäckerhefe
Saccharomyces cerevisiae
als Modelorganismus. Ein wichtiger Teil unserer Arbeit
konzentriert sich auf die Aufschlüsselung molekularer
Mechanismen. Anfänglich haben wir häufig Strategien
verfolgt, welche die Identifikation neuer an den zu
untersuchenden Prozessen beteiligter Gene zum Ziel hatte.
Diese Phase ist weitgehend abgeschlossen und unsere Arbeit
konzentriert sich jetzt darauf, systemische Beschreibungen
der molekularen Prozesse zu erhalten. Dabei versuchen wir
unser detailliertes molekulares Wissen durch Anwendung
neuer Methoden wie der Hochdurchsatz Mikroskopie mit
quantitative Daten zu ergänzen und gleichzeitig
mathematische Modelle für die entsprechenden Prozesse zu
entwickeln. Das jeweilige Ziel dabei ist es, unser
Verständnis der Prozesse soweit zu zementieren, dass die
abgeleiteten Modelle quantitative Voraussagen über das
Verhalten der Zelle unter nicht trivialen Bedingungen wie
genetischen Störungen ermöglichen. Die für diese und
ähnlich Ansätze zu verwendenden Methoden sind gegenwärtig
Gegenstand hochaktueller Forschung, da man hofft, damit
später einmal präzise und scharfe Instrumente in die Hand
zu kriegen, welche Voraussagen über die Wirkung von
Medikamenten im Kontext von Erkrankungen wie
neuredegenerativen Diseases oder Krebs erlauben.
Eine der Spezialitäten in unserer Arbeitsgruppe besteht in
der Anwendung von fortschrittlichen Mikroskopieverfahren,
wie zum Beispiel der Fluoreszenz Kreuzkorrelations
Spektroskopie (FCCS). Mit Hilfe dieser und anderer Methoden
können wir die Wechselwirkungen und die Aktivität
verschiedener Proteine miteinander direkt in der lebenden
Zelle beobachten und messen. Um diese Methode noch besser
Anwenden zu können entwickelt meine Gruppe, zusammen mit
Physikern auch gegenwärtig ein neues Mikroskop, welches
anstelle des momentan üblichen confokalen 1-dimensionalen
FCCS Messverfahrens die Messung der Kreuzkorrelation in 2
Dimensionen ermöglichen soll. Damit werden in Zukunft
einige Probleme, welche durch zelluläre heterogenitäten
oder Kontraständerungen verursacht werden, vermieden. Auch
soll damit die räumliche Organisation von
Proteinwechselwirkungen besser untersucht werden können.
Eine weitere Richtung meiner Arbeitsgruppe beschäftigt sich
mit dem Evolutionären Prozess. Dabei versuchen wir den
Zusammenhang zwischen der Genom Rekombination während der
sexuellen Fortpflanzung und der Gestaltung der molekularen
Systemen der Zelle zu verstehen. Bisher haben wir uns dabei
besonders auf den Einfluss von Populationsgenetischen
Parametern auf die Genomorganisation konzentriert. Diese
Studien wurden in Zusammenarbeit mit dem Rechenzentrum am
Karlsruher Institut für Technologie (KIT) durchgeführt, und
beinhalteten die extrem rechenintensive
Computersimulationen der evolutionären Dynamik von
evolvierenden Genomen. In der Zukunft werden wir diese
Studien auf verschiedene Aspekte der Struktur von
funktionellen Protein Netzwerken ausweiten.
