Anschlussprojekte
Prof. Dr. Friedrich C. Simmel
Technische Universität München
Lehrstuhl für Physik E14 - Bioelektronik
Prof. Dr. Elisa Franco
University of California, Riverside
Department of mechanical Engineering
Programmierung des dynamischen Wachstums von Nukleinsäurestrukturen durch biochemische Signalübertragung: ein Schritt in Richtung Design und Synthese rekonfigurierbarer Biomaterialien
Biologische Zellen können ihre Form und mechanischen Eigenschaften in Reaktion auf Umweltsignale wie Nährstoffe, Hormone oder pH-Wert neu konfigurieren. Ihr dynamisches Zytoskelett ermöglicht es den Zellen, eine Formplastizität zu erzielen, die in künstlichen Materialien bislang unerreicht ist. Unser biologisch inspiriertes Projekt zielt daher darauf ab, künstliche vielzellige Strukturen aufzubauen, in denen synthetische Gerüststrukturen durch exogene oder endogene molekulare Signale gesteuert werden, um so die mechanischen Eigenschaften der künstlichen Zellen zu kontrollieren. Unsere künstlichen Zellsysteme bestehen aus zellgroßen Emulsionströpfchen, die künstliche Gennetzwerke enthalten, die den Aufbau eines Zytoskeletts aus Nukleinsäure-Strukturen dynamisch steuern. Künstliche Zell-Zell-Kommunikation wird schließlich genutzt, um auch die makroskopischen mechanischen Eigenschaften eines Multi-Tropfensystems zu bestimmen. Langfristig könnte dies zu synthetischen Biomaterialien führen, die sich entwickeln oder auch heilen können.