Loose Group

Selbstorganisation von Proteinsystemen

Wie können Proteine in Nanometergröße komplexe zelluläre Funktionen in einem viel größeren Maßstab ausführen? Die Loose Gruppe versucht, mithilfe eines In-vitro-Rekonstitutionsansatzes zu verstehen, wie sich Proteine zu dynamischen räumlich-zeitlichen Mustern selbst organisieren.
Dynamische Proteinaggregate spielen eine zentrale Rolle bei der Organisation von Zellen in Raum und Zeit. Sie entstehen aus komplexen Wechselwirkungen zwischen vielen zellulären Komponenten, doch es fehlt oft noch ein mechanistisches Verständnis dafür, wie diese Wechselwirkungen zu einer großräumigen, dynamischen Organisation führen. In der Loose Gruppe kombinieren wir Protein-Biochemie, biomimetische Membransysteme, quantitative Fluoreszenzmikroskopie und Bildanalyse, um die emergenten Eigenschaften biochemischer Netzwerke aufzudecken, die der zellulären Organisation zugrunde liegen.
Unsere Forschung konzentriert sich auf drei miteinander verbundene Bereiche: (1) die Zellteilung von Bakterien, wobei wir untersuchen, wie das FtsZ-Zytoskelett und seine Regulatoren den dynamischen Z-Ring erzeugen; (2) regulatorische Netzwerke kleiner GTPasen, wobei wir minimale Rab-Signal-Kreisläufe nachbauen, um zu verstehen, wie Membranidentitäten entstehen und aufrechterhalten werden; und (3) die Diversifizierung von Proteinsystemen im Laufe der Evolution. Indem wir bakterielle und eukaryotische Systeme miteinander verbinden, strukturelle und evolutionäre Ansätze integrieren und Experimente mit Theorie kombinieren, zielt unsere Arbeit darauf ab, universelle Gestaltungsprinzipien der Protein-Selbstorganisation zu identifizieren, die die zelluläre Organisation im Laufe der Evolution steuern.