Forschungsschwerpunkt

Das Interesse unserer Forschung ist auf biologische Membranen ausgerichtet. Diese sind komplex aufgebaute Gebilde hauptsächlich bestehend aus Lipiden, die eine Doppelschicht bilden, und darin eingelagerten Membranproteinen. Von besonderer Bedeutung ist die Plasmamembran mit der sich die Zelle von ihrer Umgebung abgrenzt und an der eine Vielzahl von Prozessen stattfindet (z.B. Stoffaustausch, Aktivierung von Signalwegen nach Ligandenbindung, Adhesion der Zelle, Exozytose und Endozytose).

Die Proteindichte in der Plasmamembran ist ungewöhnlich hoch weil sie sehr viele Komponenten enthält aber weniger als 1% des gesamten Zellvolumens einnimmt. Dadurch wird ein besonderer Reaktionsraum erzeugt in dem sich Proteine zu sogenannten Clustern zusammenlagern. Diese Cluster sind kleiner als 100 nm und vermutlich Teil noch komplexerer Proteinnetzwerke.

Wir untersuchen nach welchen Mechanismen die Clusterbildung abläuft und welche biologischen Funktionen damit einhergehen (siehe Abbildung). Beispielhaft für Membranproteine erforschen wir Proteine aus der SNARE Familie (diese spielen eine Rolle bei der synaptischen Transmission; siehe z.B. Weber et al., Elife, 2017; Merklinger et al., Elife, 2017), das Alzheimer Protein Amyloid Precursor Protein (Schreiber et al., 2012; De Coninck et al., 2018) und Proteine aus der Familie der Tetraspanine (diese sind in einer Vielzahl von Prozessen involviert indem sie die Membran organisieren; siehe z.B. Homsi et al., Biophys. J., 2014; Schmidt et al., Biophys. J., 2016).