Unter Spannung – Die Bewegung von Zellen mathematisch untersucht

Dr. Elisabeth Fischer-Friedrich vom Exzellenzcluster Physics of Life (PoL) und dem Biotechnologischen Zentrum (BIOTEC) der TU Dresden und Prof. Sebastian Aland von der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW) erhalten zusammen ein dreijähriges Forschungsstipendium in Höhe von über 400.000 Euro, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Ziel ist die gemeinsame Untersuchung der “Viskoelastischen Dynamik des Zellkortexes“ innerhalb einer neuen DFG-Forschergruppe an der TU Dresden: “Vector- and Tensor-Valued Surface PDEs”.

Die Forschungsgruppe steht unter der Leitung von Prof. Axel Voigt und wird neue Methoden entwickeln, um partielle Differentialgleichungen (PDE) mit Hilfe des Computers zu lösen. Der Fokus wird dabei auf Gleichungstypen liegen, die auf gekrümmten Oberflächen definiert sind und tensor- oder vektorwertige Größen beschreiben. Durch solche Gleichungen lässt sich z.B. die Mechanik der Verformung von tierischen Zellen beschreiben.

Dr. Elisabeth Fischer-Friedrich sagt: „Ziel des Projektes ist es, ein besseres Verständnis vom Aktinkortex, einer Zytoskelett-Struktur innerhalb tierischer Zellen, zu entwickeln.  Dieser ist beispielsweise bei der Zellteilung verantwortlich für zelluläre Formänderungen. Wir werden untersuchen, durch welche physikalischen Mechanismen sich chemische Muster im Aktinkortex bilden. Dabei sollen auch aktive Verformungen der Zelloberfläche beschrieben werden unter Einbeziehung von Viskoelastizität und nichtlinearen Materialeigenschaften, wie z.B. Spannungsversteifung. Im Rahmen dieser Zusammenarbeit können Sebastian und ich unsere jeweilige Expertise zur Mathematik von tensorwertigen PDEs und zur Physik des Zytoskeletts synergistisch einbringen." Dr. Elisabeth Fischer-Friedrich selbst ist seit 2017 als Gruppenleiterin am Biotechnologischen Zentrum der TU Dresden tätig und forscht auf dem Gebiet der weichen Materie und Biophysik.

© Elisabeth Fischer-Friedrich