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FOR 2743 - zelluläre Schutzmechanismen gegen mechanischen Stress

Die Aufrechterhaltung funktioneller Proteinnetzwerke selbst unter Bedingungen, die Proteinstrukturen destabilisieren, ist eine notwendige Voraussetzung für das Überleben von Zellen und die Erhaltung von Geweben und Organismen. Die Anpassung und Regulation von Proteinfaltungs- und Proteinabbau-Systemen stellen dabei wesentliche Schutzmechanismen dar. Durch vermehrte Rückfaltung bzw. die Entsorgung beschädigter Proteine tragen diese Systeme entscheidend zur Protein-Homöostase unter Stressbedingungen bei. In vielzelligen Organismen sind Zellen permanent einer Belastung durch mechanische Kräfte ausgesetzt und benötigen darauf abzielende Schutzmechanismen. Diese Mechanismen operieren während der Differenzierung, der Adhäsion und der Migration von Zellen und sind von herausragender Bedeutung für die Aufrechterhaltung von Geweben wie der Skelettmuskulatur, dem Herzen, der Lunge, der Niere, der Haut und den Blutgefäßen. Dennoch wurden zugrundeliegende molekulare Mechanismen bislang nur unzureichend untersucht. 

Im Rahmen der Forschergruppe sollen deshalb Mechanobiologie und Zellbiologie, Nieren-, Muskel- und Sportphysiologie sowie molekulare Immunologie und Wurm- und Maus-Genetik in einem innovativen interdisziplinären Verbund vereint werden, um hier neue Einblicke zu ermöglichen. Mittels modernster Methodik werden isolierte Zellen und Gewebe, genetisch veränderbare Modellorganismen und humane Probanden definierten mechanischen Belastungen ausgesetzt werden und hinsichtlich induzierter Anpassungen von Proteinfaltungs- und Abbaumaschinerien untersucht werden. Dies wird es ermöglichen, Chaperon- und Protease-Systeme zu identifizieren, die mechanisch beschädigte Proteine erkennen und prozessieren, und die Regulation dieser Systeme unter mechanischem Stress zu analysieren. Basierend auf der Untersuchung verschiedener Zelltypen und Gewebe sollen sowohl allgemeine als auch spezifische Mechanismen zur Bewältigung von mechanischem Stress aufgedeckt werden. 

Die Forschergruppe wird fundamentale Prinzipien der mechanischen Stressbewältigung etablieren und die Relevanz dieser Vorgänge im Hinblick auf humane Erkrankungen wie Muskelschwächen, Störungen des Immunsystems und Nierenerkrankungen aufzeigen. 

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