US-Auszeichnung für Tiroler Biophysiker

17. April 2014, 13:54
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Christoph Haselwandter wendet Theoretische Physik auf biologische Prozesse an

Wien/Los Angeles/Innsbruck - Was sich abspielt, wenn Zellen mit ihrer unmittelbaren Umgebung in Austausch treten, erforscht der gebürtige Tiroler Christoph Haselwandter an der University of Southern California in Los Angeles. Für seine Suche nach den grundlegenden physikalischen Prozessen, die in Zellmembranen ablaufen, wurde der Biophysiker kürzlich mit einem renommierten "Sloan Fellowship in Physics" bedacht.

Die Zuerkennung des mit 50.000 Dollar (umgerechnet 36.000 Euro) dotierten "Sloan Fellowships" wertet der Tiroler als "große Ehre und Anerkennung für unser Forschungsprogramm". Die Aufmerksamkeit und finanzielle Unterstützung möchte der Wissenschafter auch dazu nützen, komplett neue Forschungsansätze zu initiieren.

Das Forschungsgebiet

Die Arbeitsgruppe um Haselwandter forscht auf dem Gebiet der Theoretischen Biophysik. Dahinter verbirgt sich der Ansatz, biologischen Abläufen mit den Methoden der Theoretischen Physik auf den Grund zu gehen. "Gegenwärtig ist der Großteil unserer Forschungstätigkeit auf Zellmembranen gerichtet. Sie kontrollieren den Fluss von Molekülen und Signalen zwischen Zellen und ihrer Umgebung sowie auch zwischen verschiedenen Organellen innerhalb von Zellen und sind von fundamentaler Bedeutung für alle Organismen", so der Forscher.

Den Vorgängen in den Membranen komme die Wissenschaft in den vergangenen Jahren immer näher, in Experimenten würden Unmengen an quantitativen Daten gesammelt. "Meine Gruppe verfolgt das Ziel, diese Daten in ein physikalisches Verständnis der Funktion von Zellmembranen über Raum und Zeit hinweg zu integrieren", so Haselwandter.

Grundlegenden Prinzipien auf der Spur

Da biologische Systeme meist sehr komplex sind, stießen die Forscher mit Methoden der Theoretischen Physik bisher oft an Grenzen. Doch diese Situation verändere sich gerade stark. Haselwandter erwartet sich "durch ein physikalisches Verständnis der Organisationsprinzipien von Leben" in Zukunft nicht weniger als das Aufdecken neuer, grundlegender Naturgesetze.

In weiterer Folge könnten durch diese Erkenntnisse "neue Ansätze zur Kontrolle lebendiger Systeme" erarbeitet werden, so die Vision des Wissenschafters, der Physik und Mathematik am Imperial College London und an der University of Cambridge studiert hat und dann mit einem Erwin-Schrödinger-Stipendium des Wissenschaftsfonds FWF für zwei Jahre an das Massachusetts Institute of Technology (MIT) wechselte. Nach zwei weiteren Jahren am California Institute of Technology (Caltech) folgte Haselwandter Anfang 2012 schließlich einem Ruf der University of Southern California.

Gegenwärtige Forschungstätigkeit

Aktuell widmet sich seine Forschungsgruppe dem Zusammenspiel von Membranproteinen mit der die Zellen umgebenden Phospholipid-Doppelschicht. Membranproteine fungieren unter anderem als eine Art Türöffner: Indem sie die eigentlich für die meisten Substanzen nicht überwindbare Phospholipid-Doppelschicht mechanisch verändern, schaffen sie beispielsweise kleine Kanäle, durch die Moleküle aus und in die Zelle gelangen können. Diese Funktionen sind im Körper von zentraler Bedeutung: Man schätzt, dass ungefähr 30 Prozent aller menschlichen Gene Bauanleitungen für Membranproteine enthalten. Außerdem entfalten ungefähr die Hälfte aller Medikamente ihre Wirkung über solche Proteine der Zellmembran.

"Gegenwärtig untersuchen wir die physikalischen Mechanismen solcher protein-induzierter Membrandeformationen und die sich daraus ergebenden Interaktionen zwischen Membranproteinen", so Haselwandter. Daraus wollen die Forscher eine allgemeine physikalische Theorie darüber entwickeln, wie wiederum die Eigenschaften von Zellmembranen die biologische Funktion von Proteinen regulieren. (APA, derStandard.at, 17. 4. 2014)

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