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„Topical Programs“ zu Wirt und Mikrobe sowie Zelldynamik und mathematischer Modellierung

Zwei sogenannte „Topical Programs“ zu Themen im Forschungsgebiet des Cells in Motion Interfaculty Centres haben kürzlich eine Förderung des Rektorats der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) erhalten: Im Projekt „Münster Microbe Interaction Innovation“ wollen der Mikrobiologe Prof. Dr. Ulrich Dobrindt und die Zellbiologin Prof. Dr. Ursula Rescher einen Schwerpunkt auf die Frage legen, ob und wie eine Interaktion zwischen Wirt und Mikrobe den Wirt schädigt und wie dies für innovative therapeutische Strategien genutzt werden kann. Dazu möchten sie die Zusammenarbeit zwischen Biomedizin, Chemie und Pharmazie weiter ausbauen. Mit dem Projekt „Zelldynamik und mathematische Modellierung“ wollen die Mathematikerin Prof. Dr. Angela Stevens und der Zellbiologe Prof. Dr. Erez Raz insbesondere das Konzept einer aus dem mathematischen Denken heraus entwickelten Hypothesenbildung in den Lebenswissenschaften vorantreiben und so das Zusammenspiel zwischen experimenteller Biologie und Mathematik weiter vertiefen.

Die Fördergelder des Rektorats dienen der Finanzierung von Workshops, die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zusammenbringen sollen, um vielversprechende Forschungsfelder zu identifizieren und auszudifferenzieren, den Blick für größere Förderformate zu schärfen und die internationale Zusammenarbeit zu stärken. Aus insgesamt 22 Anträgen wählte der Forschungsbeirat der WWU mit Unterstützung externer Gutachterinnen und Gutachter elf Projekte für eine Förderung aus.

M2I2 – Münster Microbe Interaction Innovation

Ulrich Dobrindt und Ursula Rescher
© Tronquet

Das Zusammenspiel von Wirt und Mikrobe als komplexes Phänomen untersucht eine Initiative aus den Bereichen Biomedizin und Naturwissenschaften im Topical Program „M2I2 – Münster Microbe Interaction Innovation“. Es verbindet Arbeitsgruppen aus 16 Instituten und Kliniken, die gemeinsam erforschen, ob und wie eine Interaktion zwischen dem Wirt und den Mikroben den Wirt schädigt und wie dies für innovative therapeutische Strategien genutzt werden kann. Der Themenschwerpunkt ist nur möglich durch die enge Kooperation von biologisch orientierter Grundlagenforschung und biomedizinischer Forschung in Münster. Durch die stärkere Einbindung des Fachbereichs Chemie und Pharmazie kann das Augenmerk in Zukunft verstärkt auf die therapeutische Intervention und den Einsatz präklinischer Modelle gerichtet werden. Die Initiative baut auf dem phi-Club auf, einem interdisziplinären Forschungsnetzwerk für alle, die an der Pathogen-Wirt-Dynamik in Münster interessiert sind.

Zelldynamik und mathematische Modellierung

Erez Raz und Angela Stevens
© Kleinrensing/Messerschmidt/Schmidtchen

Zellbewegung, Zellteilung, Zelldifferenzierung und Zellkommunikation mithilfe biochemischer Signale und biomechanischer Kräfte sind fundamental für die Entwicklung jedes Embryos. Experimente und Messungen hierzu beruhen auf physikalischen Grundgesetzen und sind damit mathematischen Gedankenexperimenten besonders zugänglich. Im Topical Progam „Zelldynamik und mathematische Modellierung“ wird ein intensives Zusammenspiel von Biologie und Mathematik angestrebt. Biomechanische Eigenschaften und dynamische Formveränderungen von Zellen hängen eng mit ihrem jeweiligen Zustand und ihrer zellulären Funktion zusammen. Während der Wanderung von Zellen, wie sie z.B. in Modellorganismen wie Drosophila, dem Zebrafisch und der Maus während der Embryonalentwicklung zu beobachten ist, verändert sich die Form dieser Zellen. Solche Prozesse lassen sich mathematisch gut beschreiben und damit auch theoretisch analysieren. Diese Forschungsrichtung ist auch für das Verständnis der Dynamik von Zellen während der Heilung von Wunden und des Wachstums und der Metastasierung von Tumoren von großer Relevanz, da diese starke Ähnlichkeit mit morphogenetischen Prozessen während der normalen Embryogenese haben.

  • Prof. Dr. Angela Stevens (Angewandte Mathematik: Institut für Analysis und Numerik)
  • Prof. Dr. Erez Raz (Institut für Zellbiologie)
  • beteiligte Fachbereiche: Medizin (FB 5), Mathematik und Informatik (FB 10), Biologie (FB 13)

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