Räumlich und zeitlich definierte externe Stimuli lebender Zellen: Eine chemotaktische Falle

Die Fähigkeit von Zellen, chemische Gradienten zu erkennen und ihre Bewegung darauf auszurichten, ist ein wichtiger physiologischer Mechanismus. Beispiele sind die Zellbewegungen von Neutrophilen in Geweben oder von Zellen bei der Angiogenese. Die Reaktionen auf chemotaktische Reize erfolgen dabei im Bereich von Sekunden. Untersuchungen zur chemotaktischen Zellstimulation erfordern daher chemische Reize in sehr kurzen Zeiträumen. Mikrofluidische Systeme bieten hierfür eine geeignete Plattform.

Experimentelles

Wir entwickelten ein mikrofluidisches Setup, um die chemotaktische Reaktion einzelner Zellen im Sekundenbereich zu untersuchen. Im Fluidstrom fixierte Zellen werden mit chemotaktischen Reizen beaufschlagt und die zeitabhängige gerichtete Bewegung der Zellen detektiert. Für die mikroskopische Analyse der Zellen werden Knock-Out- und Fluoreszenzvarianten eingesetzt.

Publikationen innerhalb dieses Projektes:

• Aquino G., Tweedy L., Heinrich D.M. & Endres R. (2014), Memory improves precision of cell sensing in fluctuating environments, SCIENTIFIC REPORTS 4: 5688.
  article in journal: refereed
• Tweedy L., Meier B., Stephan J., Heinrich D.M. & Endres R.G. (2013), Distinct cell shapes determine accurate chemotaxis, SCIENTIFIC REPORTS 3: 2602.
  article in journal: refereed
• Meier B., Zielinski A., Weber C., Arcizet D., Youssef S., Franosch T., Rädler J.O. & Heinrich D.M. (2012), Chemotactic cell trapping in controlled alternating gradient fields, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108(28): 11417-11422.
  article in journal: refereed