English
 
User Manual Privacy Policy Disclaimer Contact us
  Advanced SearchBrowse

Item

ITEM ACTIONSEXPORT
  Zelluläre Aktinstrukturen: Mikrorheologische Charakterisierung von Aktinnetzwerken auf Säulensubstraten und Aufbau eines freitragenden Aktin-Membran Komplexes

Maier, T. (2013). Zelluläre Aktinstrukturen: Mikrorheologische Charakterisierung von Aktinnetzwerken auf Säulensubstraten und Aufbau eines freitragenden Aktin-Membran Komplexes. PhD Thesis, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg. doi:10.11588/heidok.00014961.

Item is

Basic

show hide
Item Permalink: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-0013-76D4-D Version Permalink: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-002E-7EAB-D
Genre: Thesis

Files

show Files
hide Files
:
Maier_Diss_2013.pdf (Any fulltext), 136MB
 
File Permalink:
-
Name:
Maier_Diss_2013.pdf
Description:
-
Visibility:
Restricted (Max Planck Institute for Medical Research, MHMF; )
MIME-Type / Checksum:
application/pdf
Technical Metadata:
Copyright Date:
-
Copyright Info:
-
License:
-

Locators

show

Creators

show
hide
 Creators:
Maier, Timo1, 2, Author              
Affiliations:
1Cellular Biophysics, Max Planck Institute for Medical Research, Max Planck Society, ou_2364731              
2Biophysical Chemistry, Institute of Physical Chemistry, University of Heidelberg, 69120 Heidelberg, Germany, ou_persistent22              

Content

show
hide
Free keywords: Aktin, Rheologie, Mikrofluidik, Plasmamembran, Zellskelett, Mikrorheologie
 Abstract: Seit Jahrzehnten stellt filamentöses Aktin aufgrund seiner bedeutenden Rolle in Hinblick auf Zellmobilität, -integrität und Kraftgenerierung einen wichtigen Gegenstand zellulärer Untersuchungen dar. Als Resultat seiner semiflexiblen Natur zeigen Aktinnetzwerke sowohl viskoses als auch elastisches Verhalten. In vitro Untersuchungen der mechanischen Eigenschaften von Aktin sind aber zumeist auf 3-dimensionale Gele oder Einzelmolekülexperimente beschränkt, obwohl es sich bei den bedeutendsten zellulären Aktintrukturen um 1-dimensionale Bündel, die sogenannten Stressfasern, und um ein 2-dimensionales Netzwerk, den Aktinkortex, handelt. Aus diesem Grund war es Ziel der Arbeit, neuartige Aktin und Aktin-Membran Strukturen innerhalb mikrofluidischer Umgebungen zu erzeugen und ihre viskoelastischen Eigenschaften mittels passiver Einzelpartikel-Mikrorheologie zu untersuchen. Im Vergleich mit 3- und 2-dimensionalen Netzwerken zeigte sich, dass gerichtete Strukturen ein zwischen transversaler und longitudinaler Richtung divergierendes viskoelastisches Verhalten aufweisen, welches sich bei Bündelung mittels Mg2+ Ionen angleicht. Zeitabhängige Untersuchungen des Bündelungsprozesses im Konzentrationsbereich von 5 - 12mM deuten darauf hin, dass die Bündelung auch bei geringeren Mg2+ Konzentrationen auftritt als bislang aus 3-dimensionalen Gelen bekannt ist. Außerdem zeigen sie eine Langzeitstabilität, selbst nach Mg2+ Entfernung aus der Lösung. Darüber hinaus wurde als Modellsystem ein freistehender Aktin-Membran Komplex auf funktionalisierten Lochstrukturen entwickelt, ähnlich dem Aktin-Membran Kortex in Zellen. Mit multiplen Vorteilen gegenüber existierenden Modellsystemen ausgestattet ermöglicht es zukünftige Studien der physikalisch-chemischen Eigenschaften von plasmalemmaverknüpften Aktinnetzwerken.
 Abstract: During the recent decades, filamentous actin has been a target of cellular investigations due to its major role in cell motility, cell shape and force generation. As a result of its semiflexible nature, actin networks show both viscous and elastic behaviour. However, studying the mechanical properties of actin in vitro is typically limited to complex 3-dimensional gels or single molecules, while within cells actin’s major forms are 1-dimensional bundles, the so called stress fibres, and a 2-dimensional network, the so called actin cortex. Thus, this work aims to create novel actin and actin-membrane structures within a microfluidic environment and probe their viscoelastic properties by using particle tracking microrheology, which is based on the thermal motion of single microparticles attached to the filaments. By comparing 3- and 2-dimensional networks with directed actin filaments it was found that linear structures possess a divergent viscoelastic behaviour between the transversal and longitudinal directions, which merges during bundling with Mg2+ ions. Time dependent investigations of the bundling process at Mg2+ concentrations in the 5 - 12mM range indicated that crosslinking may take place at lower concentrations than previously found in 3-dimensional gels and revealed a long term stability of the bundles even after removing Mg2+ from the solution. Furthermore a model system similar to the actinmembrane cortex of cells, a free-standing actin-membrane complex on functionalized holey grids, was developed. This system has several advantages over existing model systems and facilitates future studies of the physical-chemical properties of plasmalemma attached actin networks.

Details

show
hide
Language(s): deu - German
 Dates: 2013-05-082013-06-11
 Publication Status: Published online
 Pages: 208
 Publishing info: Heidelberg : Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
 Table of Contents: -
 Rev. Type: -
 Identifiers: URN: http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn=urn:nbn:de:bsz:16-heidok-149610
URI: http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/14961
DOI: 10.11588/heidok.00014961
 Degree: PhD

Event

show

Legal Case

show

Project information

show

Source

show