Mitglieder

In der Gruppe Neurophysiologie und Neurosensorik entwerfen wir selektive Detektoren mit neuen Sensor- und Schalteigenschaften für die spezifische Integration und Berechnung extrazellulärer Signale in Kombination mit nachgeschalteten genetischen Regelkreisen. Durch die Kombination der unterschiedlichen Schalteigenschaften von ionotropen und metabotropen Rezeptordomänen mit der Ligandenselektivität von Substratbindeproteinen (SBPs) konzentrieren wir uns auf eine neue modulare Strategie zur gezielten Kopplung von selektiven Sensordomänen an spezifische intrazelluläre Signalkaskaden in Form von synthetischen Biosensoren. SBPs zeichnen sich durch ein breites, aber hochselektives Ligandenspektrum (Aminosäuren, Peptide, Saccharide, Phosphonate, Opine, Metallionen, trigonale Planar-Ionen, Vitamine, Fettsäuren und eine Vielzahl komplexer organischer Verbindungen) mit hoher Spezifität und Affinität bis in den subnanomolaren Bereich aus. Daher werden die SBPs durch rationale Modifikation an die molekulare Funktion der ionotropen und metabotropen Signalwege angepasst und integriert. Diese Palette robuster Biosensoren für den Einsatz in synthetischen Hybridschaltkreisen ermöglicht eine neue Qualität der Integration und Verarbeitung von sensorischen Signalen auf zellulärer Ebene. Darüber hinaus wird die Interaktion mit DNA-Domänen durch Kopplung von SBPs an spezifische DNA-Bindungsproteine untersucht, um die konzeptionelle Kontrolle zellulärer Prozesse auf der Transkriptionsebene und eine funktionelle Erweiterung rational gestalteter biologischer Schalter zu ermöglichen. Schließlich werden unsere Erkenntnisse auf das Verständnis bidirektionaler neuronaler Plastizitätsmechanismen übertragen, z.B. im Kontext von Lern- und Gedächtnisprozessen, die die Verarbeitung verschiedener extrazellulärer Informationen zur spezifischen kontrollierten Regulation der de novo-Genexpression im Zellkern erfordern.