Eine der zentralen Herausforderungen der Systembiologie ist es, zelluläre Prozesse zu entdecken, zu modellieren und zu verstehen. Infolge der technischen Fortschritte auf dem Gebiet der Biowissenschaften können heute hochqualitative und umfangreiche Datenmengen gewonnen werden, die es gilt, mit Hilfe eigens dafür entwickelter mathematischer Methoden richtig zu deuten.

Philipp Kügler, 33 Jahre jung und Mathematiker am RICAM, einem Institut der Akademie der Wissenschaften, will mit seinem Projekt einen Beitrag zu diesem Verständnis leisten. Deshalb hat er gemeinsam mit dem theoretischen Chemiker Christoph Flamm der Universität Wien ein interdisziplinäres Team zusammengestellt. Darüber hinaus wurden Partnerschaften mit japanischen und tschechischen ForscherInnengruppen eingegangen.

Kügler und sein Team konzentrieren sich im Rahmen des Projekts auf repräsentative Beispiele für wichtige, aber noch nicht gänzlich verstandene Zellprozesse. Redoxreaktionen sind für den zellulären Energiehaushalt verantwortlich, Gründe für das Studium jener Vorgänge an der Bierhefe sind ihre einfache Kultivierung und ihre eukaryotische Zellstruktur, welche jener von höher entwickelten Organismen ähnlich ist.

Cortisol wird in der Nebennierenrinde gebildet und beeinflusst Vorgänge im Gehirn, den Körperstoffwechsel sowie das Immunsystem. Das Hormon wirkt entzündungshemmend und immunsuppressiv, in seiner synthetischen Form kommt es auch in der Pharmakologie zum Einsatz (zB Fenistil). Die Klärung der Fragen, wie und mit welcher Geschwindigkeit Cortisol ins Zellinnere gelangt, ist für ein verbessertes Verständnis der Wirkungsweise des Hormons höchst notwendig. Die von Kügler angestrebte mathematische Modellierung der hormonellen Diffusionsprozesse kann somit mittelfristig auch für klinische Anwendungen von Bedeutung werden.

Elucidating spatio-temporal coherence of cellular processes by data-driven inverse analysis: redox rhythmicity in yeast and diffusion controlled hormone feedback cycles

Wer:
Dr. Christoph Flamm und Dr. Philipp Kügler (Universität Wien und RICAM)
Prof. Douglas Murray (Keio University, Japan)
Prof. Ladislav Nedbal (Tschechische Akademie der Wissenschaften)
Dr. Gottfried Köhler (Max F. Perutz Labaratories)
Wielange: 2 Jahre
Fördersumme: EUR 434.800