Biowissenschaftliche Forschung

Zell- und Molekularbiologie

Bruker’s innovative solutions enable scientists to understand dynamic processes in cell and molecular biology, supporting the development of novel applications that improve people’s lives.

Neue Einblicke in die strukturelle Analyse und dynamische Prozesse

Die Nachfrage nach neuartigen Verfahren, die die Untersuchung von biologischen Proben, von einzelnen Molekülen bis hin zu lebenden Zellen, und von dynamischen molekularen Prozessen bei sehr hoher zeitlicher (~100 ms) und räumlicher Auflösung ermöglichen, hat zu aufregenden neuen Entwicklungen geführt. Die strukturelle Analyse und die quantitative nanomechanische Charakterisierung biologischer Prozesse liefern wertvolle neue Einblicke in die Molekular- und Zellbiologie im Nanometerbereich. Modernste Techniken ermöglichen die Untersuchung der Morphologie und Oberflächenstruktur von Zellen, Zellmembranen und deren Zytoskelettstrukturen, bis hin zu einzelnen Biomolekülen, Nukleinsäuren und Proteinen in submolekularer Auflösung.

Die Darstellung dynamischer Prozesse in Echtzeit und die Charakterisierung dynamischer mechanischer Eigenschaften ermöglichen ein umfassendes Verständnis der Funktionsweise komplexer biologischer Systeme. So können Forscher Signalereignisse, die Rolle von Proteinen in der Zellfunktion, spezifische molekulare Wechselwirkungen und Bindungsereignisse sowie Zell-Zell- und Zell-Oberflächen-Wechselwirkungen untersuchen. Die zelluläre Reaktion auf unterschiedliche physiologische Bedingungen führt oftmals zu Veränderungen der zellulären Mechanik, z. B. der Zellsteifigkeit. Die Möglichkeit der zeitabhängigen und kraftinduzierten Nanomanipulation, z. B. an einzelnen Zellen, DNA-Molekülen und Membranproteinen, eröffnet eine Vielzahl von neuen Forschungsmöglichkeiten.

 

Hochauflösende strukturelle Bildgebung und nanomechanische Messungen liefern wertvolle Einblicke in die Mechanismen, die an den zellulären und molekularen Prozessen beteiligt sind, die normalen physiologischen und krankhaften Zuständen zugrunde liegen, und haben tiefgreifende Auswirkungen auf die biologische und biomedizinische Forschung.

Interessengebiete

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Biophysics and Biomechanics

Biophysics and biomechanical mechanisms play an important role in the regulation of cellular behavior, membrane dynamics and molecular biology, and have important implications for fields such as physiology, developmental biology, immunology and pathogenesis.
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Cell and Environmental Mechanics

Mechanotransduction is the process in which cells actively detect and respond to physical cues and mechanical signals within their surrounding microenvironment. This leads to the activation of mechanosensitive signaling pathways within the cell which result in changes to the mechanical properties of the cell such as elasticity, adhesiveness, and viscosity.
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Live-Cell Research

Live-cell imaging techniques have become an integral element of understanding cellular mechanisms and the visualization of subcellular structures. The complexity of highly dynamic biological processes is best observed in living cells in real time.
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Nucleic Acid/Protein Imaging

Protein synthesis, from transcription, to translation, protein self-assembly and folding events, is a key process in all biological systems, and is critical for structural and functional regulatory mechanisms.
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Receptor-Ligand Interactions

Receptor-ligand interactions are a major class of protein-protein interactions and play an important role in many biological processes such as metabolism, neurotransmission and cellular signal transduction pathways.
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Single-Molecule Characterization

Observing molecular properties and conformational changes occurring at the single-molecule level leads to a more comprehensive understanding of complex biological processes and enable the characterization of the behavior of individual molecules inside living cells.