Ein thermoplasmonischer Ansatz zur Untersuchung der Reparatur von Plasmamembranen in lebenden Zellen und Modellmembranen

Unsere Forschung konzentriert sich auf die Untersuchung von Reparaturmechanismen der Plasmamembran, sowohl in lebenden Zellen, als auch in biomimetischen Systemen, den sogenannten riesigen unilamellären Vesikel. Wir sind besonders daran interessiert, die Rolle von Proteinen wie Annexinen zu verstehen und die Oberflächenreparatur zu erleichtern. Diese komplizierten Prozesse werden mit unserer innovativen thermoplasmonischen Punktionstechnik erforscht.

Derzeit wird die Zellreparatur mit Hilfe von Pulslasern in Kombination mit der Molekularbiologie untersucht, um Proteine zu identifizieren, die an den Ort der Verletzung rekrutiert werden. Der Nachteil dieses Ansatzes ist, dass es schwierig ist, das Ausmaß der Schäden, die durch den Einsatz von Pulslasern verursacht werden, zu kontrollieren. Derzeit sind unsere Experimente mit einigen Herausforderungen verbunden.

Wir arbeiten an der Feinabstimmung der Ausrichtung unseres Laserfokus auf ein Nanopartikel, was für die Präzision entscheidend ist, und obwohl es etwas knifflig sein kann, arbeiten wir auch aktiv daran, die Bildung von Nanoblasen während des Erhitzungsprozesses zu minimieren. Unsere Forschung zeigte, dass Annexinproteine schnell auf den Kalziumeinstrom reagieren, eine Schlüsselrolle bei der Membranreparatur spielen und unterschiedliche Verhaltensweisen einzelner Annexine aufdecken. Um die beteiligten Mechanismen besser zu verstehen, haben wir biomimetische Systeme eingesetzt, die es uns ermöglichen, genau zu messen, wie Annexine die Membranbiegung in der Nähe eines Membranlochs beeinflussen.

Unser Protokoll erfüllt den Bedarf an präzisen lokalisierten Membranverletzungen in gesunden Zellen. Es liefert wertvolle Einblicke in die Reparaturmechanismen von lebenden Zellmembranen. Darüber hinaus ermöglichte es die Untersuchung der biophysikalischen Rolle von Membranproteinen, die in der ringförmigen Region in der Nähe des oberen Kopfes in biomimetischen Membranen rekrutiert werden.