Millionenförderung für innovative Forschung

Exzellenzcluster „Cells in Motion“ fördert zehn neue interdisziplinäre Forschungsprojekte.

In einem der neuen Projekte erforschen CiM-Wissenschaftler, wie sich Embryonen in der Gebärmutterwand einnisten. Das Bild zeigt einen frühen Mausembryo im 64-Zellstadium. Die Zellmembranen sind rot markiert, die Zellkerne blau.
© Ivan Bedzhov

Forschung über die Fächergrenzen hinweg: Am Exzellenzcluster „Cells in Motion“ (CiM) der Universität Münster erhalten zehn neue Projekte eine Förderung in Höhe von insgesamt rund einer Million Euro. Jeweils zwei CiM-Gruppenleiter aus unterschiedlichen Fächern arbeiten gemeinsam an einem Projekt. Sie kommen aus den Disziplinen Biologie, Physik, Chemie, Medizin, Mathematik und Informatik. Die Entscheidung fiel, nachdem ein externes Beratungsgremium mit international renommierten Wissenschaftlern die Projektideen geprüft hatte.

„Die neu geförderten Projekte zeigen einmal mehr die ganze Bandbreite des Clusters. Forscher aus vielen verschiedenen Fachrichtungen bringen ihre Expertisen ein, um biomedizinische Fragestellungen zu beantworten“, sagt Prof. Dr. Lydia Sorokin, Sprecherin von „Cells in Motion“. Die sogenannten Flexible-Funds-Projekte starten im November dieses Jahres und laufen vorerst bis Ende 2018. Seit 2013 erhielten knapp 50 solcher Projekte eine Förderung.

Zwei Projektbeispiele

Wie Embryo und Mutter zusammenfinden

Biomedizin-Ingenieurin Dr. Britta Trappmann und Biologe Dr. Ivan Bedzhov wollen in ihrem Projekt erstmals vollständig beobachten, wie sich Maus-Embryonen in der Gebärmutterwand einnisten. Dafür entwickeln sie ein synthetisches Gewebemodell auf Basis eines speziellen Hydrogels. Durch die verwendeten Materialien können die beiden Forscher viele Parameter einzeln beeinflussen. Das Hydrogel kann etwa genauso weich sein wie das Gewebe der Gebärmutterschleimhaut. Auf diese Weise können Britta Trappmann und Ivan Bedzhov nachverfolgen, wie sich ein Embryo in der Gebärmutterwand einnistet und wie die Zellen des Embryos mit den Gefäßen der Mutter interagieren. Bei 49 Prozent aller Fehlgeburten schaffen es menschliche Embryonen nicht, sich erfolgreich einzunisten. Der Prozess entscheidet also häufig über den Erfolg oder Misserfolg einer Schwangerschaft.

a) Biohybrider Chip mit funktionalisierten Lichtwellenleitern und überwachsenden Nervenzellen (schwarz). Die einzelnen Zellen sind optisch miteinander verbunden, um sie zu stimulieren und auszulesen. b) Zoom in die Region der künstlichen Synapsen. Das Bild zeigt die Anordnung der Lichtwellenleiter (grau) und der Proteine (grün) auf ihren Oberflächen.
© Jürgen Klingauf, Wolfram Pernice

Chips, auf denen Nervenzellen wachsen

In einem anderen Projekt entwickeln Biophysiker Prof. Dr. Jürgen Klingauf und Nanophysiker Prof. Dr. Wolfram Pernice ein Modell, mit dem sie langfristig besser verstehen wollen, wie Nervenzellen kommunizieren. Nervenzellen im Gehirn sind durch eine Vielzahl von Verbindungen, den Synapsen, miteinander verknüpft und leiten so Signale von Zelle zu Zelle weiter. Eine der ungeklärten Fragen ist nach wie vor: Ändern die sendenden Synapsen ihre Struktur und Aktivität, unmittelbar nachdem sie aktiv waren? Um diese und weitere Fragen zu beantworten, entwickeln die Forscher einen Chip. Auf ihm platzieren sie Nervenzellen sowie an bestimmten Punkten Proteine, welche die Bildung von Synapsen auslösen. So sollen künstliche Verbindungen zwischen Nervenzellen und Chip-Strukturen wachsen und die Kommunikation zwischen Nervenzellen und Chip ermöglichen. Dabei stimulieren Lichtwellenleiter auf dem Chip die Zellen, empfangen Lichtsignale von den künstlichen Synapsen und geben diese an andere Zellen und Synapsen weiter. Das System nennen die Forscher biohybrid, da es biologische und technische Elemente miteinander kombiniert.