Schwerpunkte

Aus der großen Menge an Nichtgleichgewichtsprozessen, die in zellularen Systemen auftreten, greift des Zentrums vor allem Selbstorganisation, Transport, Aggregation und molekularer Kooperativität auf. Dabei spielen sowohl die räumliche als auch die zeitliche Analyse von Phänomenen eine Rolle, die in Vielteilchensystemen auftreten. Diese Analyse kombiniert die Beobachtung und Quantifizierung von Wechselwirkungen zwischen Proteinen, Organellen und Zellen und beinhaltet die anschließende theoretische Analyse anhand der Konzepte der statistischen Physik und der Bioinformatik. Die Kombination dieser Ergebnisse findet dann im Zentrum für Biophysik statt und verfolgt das Ziel selbige Wechselwirkungen durch die Identifikation einzelner molekularer und zellularer Faktoren in die Beschreibung aktiver Prozesse einzubinden. Beispiele beinhalten lokale Reaktionen von Zellen, Zytoskelettdynamik, Endozytose, Exozytose, Zellpolaristation und -migration oder die Bildung bakterieller Biofilme.

Die Hauptalleinstellungsmerkmale des Zentrums sind zum ersten der thematische Fokus auf die Entwicklung von theoretischen Modellen für Experimente, die auch im Zentrum selbst durchgeführt werden, zum zweiten die enge Kooperation zwischen den Disziplinen der Biowissenschaften und der Physik, die sich in der starken Verknüpfung aufeinander ausgerichteter Forschungsprojekte bemerkbar macht, und zum dritten die medizinische Relevanz der untersuchten Systeme, wie T-Zellen, Kadriomyozyten, Erythrozyten, Staphylococcus Aureus, DNA-Methylierung, A/B Toxinen und Biofilmen auf Zähnen. Dabei zeichnet sich das Zentrum durch die zugrundeliegende Methodik Bildgebungsverfahren wie Flurorescence Deconvolution Video Imaging, TIRF Mikroskopie, Konfokal- und Mutliphotonenmikroskopie, optischen Pinzetten und Atomic Force Mikroskopie aber auch durch die theoretischen und numerischen Techniken, die eigens für aktive System weit vom Gleichgewichtszustand angepasst sind aus.