Molekulare Ausgrenzung an der Plasmamembran
Determine steric exclusion at the plasma membrane
Wissenschaftsdisziplinen
Biologie (20%); Chemie (50%); Nanotechnologie (30%)
Keywords
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Single-Molecule Biophysics,
Chemical Biology,
DNA nanotechnology,
Plasma Membrane
Univ. Prof. Dr. Stefan Howorka, Institute für Biophysik, Johannes Kepler Universität Linz Univ. Prof. D.I. Dr. Gerhard J. Schütz, Institut für Angewandte Physik, TU Wien Die Plasmamembran bildet nicht nur eine schützende Hülle um biologische Zellen, sondern sie enthält auch eine Vielzahl wichtiger Proteine, einschließlich Rezeptoren, Transporter und Gerüstproteine. Die Kenntnis der räumlichen Organisation dieser Proteine ist entscheidend für das Verständnis molekularer Wechselwirkungen wie zum Beispiel Signalprozesse. Insbesondere führt die hohe Oberflächendichte von Proteinen an der Plasmamembran zu ausgeschlossenen Flächen, die die Diffusionswegeund somit das gegenseitigen Aufeinandertreffen von zwei beliebigen Membranproteinen beeinflussen. In diesem Projekt werden wir zum ersten Mal die Prinzipien bestimmen, die Membranproteinwechselwirkungen durch Quantifizierung von molekularen Crowding-Effekten an der Zelloberfläche bewirken. Als Sonde werden wir fluoreszierende DNA- Nanostrukturen einstellbarer Größe in die Plasmamembran einfügen. Ihre Diffusionswege werden mit Nanometerauflösung in situ aufgezeichnet, was es ermöglicht, Membranbereiche mit gehinderter Zugänglichkeit zu identifizieren. Der Ansatz wird angewendet, um Protein-Crowding-Effekte innerhalb der immunologischen Synapse zwischen T-Zellen und aktivierenden Oberflächen zu untersuchen. Gegenwärtig wird angenommen, dass Größenausschlusseffekte für die Initiierung des T- Zell-Signals entscheidend sind. Mit dieser Methode können wir die physikalischen Dimensionen von zugänglichen Bereichen an der Zelloberfläche in den verschiedenen Phasen der T-Zell-Aktivierung quantifizieren. Die Ergebnisse werden ein besseres Verständnis der T-Zell-Antigenerkennung ermöglichen, die einen der Schlüsselschritte bei der Immunantwort gegen Pathogene darstellt. In Zukunft wird auch das Engineering künstlicher chimärer Antigenrezeptoren stark von einem verbesserten mechanistischen Verständnis der T-Zell-Antwort profitieren und dadurch neue Strategien der Immuntherapie unterstützen.
- Universität Linz - 57%
- Technische Universität Wien - 43%
- Gerhard J. Schütz, Technische Universität Wien , assoziierte:r Forschungspartner:in
Research Output
- 16 Zitationen
- 3 Publikationen
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2021
Titel 3D single molecule localization microscopy reveals the topography of the immunological synapse at isotropic precision below 15 nm DOI 10.1101/2021.08.09.455230 Typ Preprint Autor Velas L Seiten 2021.08.09.455230 Link Publikation -
2021
Titel Three-Dimensional Single Molecule Localization Microscopy Reveals the Topography of the Immunological Synapse at Isotropic Precision below 15 nm DOI 10.1021/acs.nanolett.1c03160 Typ Journal Article Autor Velas L Journal Nano Letters Seiten 9247-9255 Link Publikation -
2023
Titel The asymmetric plasma membrane—A composite material combining different functionalities? DOI 10.1002/bies.202300116 Typ Journal Article Autor Schütz G Journal BioEssays Seiten 2300116 Link Publikation