Verbund

SHAPENET - Brückenschlag zwischen intrazellulären Strukturen und der Form von Zellen

Das Verbundprojekt SHAPENET beschäftigt sich mit dem Thema Zellbiologie, genauer gesagt mit der Erforschung von zellulären Zusammenhängen. Dank moderner Bildgebungsverfahren lassen sich heute sowohl einzelne Zellformen als auch Strukturen innerhalb einer Zelle detailliert beobachten. Auch Hypothesen, wie sich die jeweilige Zellform und subzelluläre Strukturen gegenseitig beeinflussen könnten, wurden bereits postuliert. Der Nachweis bzw. die genaue Untersuchung der Zusammenhänge zwischen den jeweiligen Merkmalen gestaltet sich in der Praxis jedoch äußerst schwierig: Die für Bildgebungsverfahren zur Verfügung stehenden Analyseansätze stützen sich alle auf verschiedene mathematische und rechnerische Grundlagen; die exakte Zuordnung einer Zellform zu einer bestimmten Struktur ist damit kaum möglich.

Hier setzt SHAPENET an: Im Rahmen des Projekts soll eine einheitliche Bildanalyseplattform für die quantitative Auswertung der Verteilung von molekularen Zellbestandteilen auf räumlicher und zeitlicher Ebene entwickelt werden. Das Hauptmerkmal der Plattform soll dabei die erstmalige Einbindung von räumlichen Daten aus der hochauflösenden Mikroskopie in mathematische Modelle sein. Es ist vorgesehen, diese Einbindung zunächst beispielhaft anhand von Zeitreihenaufnahmen sich entwickelnder Pflanzenzellen mit komplexer Geometrie durchzuführen; dafür sollen sowohl die äußere Zellform als auch intrazelluläre Strukturen herangezogen werden. Im weiteren Projektverlauf ist geplant, die entsprechenden Algorithmen auch auf andere Zelltypen zu übertragen.

Mit den neu entwickelten Analysemodellen werden sich künftig molekulare Mechanismen, die von einer bestimmten Zelllform abhängen, aufklären lassen. Das Potential der Modelle ist dabei nicht auf den Pflanzenbereich beschränkt, auch medizinische Fragestellungen in diesem Zusammenhang werden von den Modellen profitieren.

Teilprojekte

Teilprojekt Potsdam II

Förderkennzeichen: 031L0177B
Gesamte Fördersumme: 271.313 EUR
Förderzeitraum: 2019 - 2022
Projektleitung: Dr. Arun Sampathkumar
Adresse: Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie
Am Mühlenberg 1
14476 Potsdam OT Golm

Teilprojekt Potsdam II

Teilprojekt Potsdam I

Förderkennzeichen: 031L0177A
Gesamte Fördersumme: 305.712 EUR
Förderzeitraum: 2019 - 2022
Projektleitung: Prof. Dr. Zoran Nikoloski
Adresse: Universität Potsdam - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Institut für Biochemie und Biologie - Professur für Bioinformatik
Karl-Liebknecht-Str. 24-25
14469 Potsdam

Teilprojekt Potsdam I