In den letzten zehn Jahren wurde die zentrale Rolle aktiver, ungerichteter räumlicher Fluktuationen für den Ablauf biologische Prozesse immer deutlicher und gelangten deshalb in den Fokus medizinisch-biophysikalischer Forschungen weltweit. Besonders für die Genexpression aber auch für Zell-Zell Arrangements wie bei der embryonalen Entwicklung. Diese aktiven Fluktuationen sind nicht thermisch bedingt, sondern ATP-abhängig und erhöhen u.a. die Mobilität von Biomolekülen. Eine Kooperation der Arbeitsgruppen von Prof. O. Saleh (UC Santa Barbara, USA) und Dr. C. Westerhausen/ Prof. A. Wixforth (Universität Augsburg) befasst sich mit der Fragestellung nach einer Korrelation von künstlich und gezielt herbeigeführten Fluktuationen und Genexpression in einem dafür speziell entwickelten Lab-on-a-chip-System. Die Gruppe um Prof. Saleh beherrscht die Inkorporation von genetischer DNA in Hydrogele und deren Kombination mit in vitro Transkription. Mit ihrer Expertise zu akustischen Oberflächenwellen verfügt die Gruppe um Dr. Westerhausen/ Prof. Wixforth über ein effektives Mittel, einstellbare aktive Fluktuationen auf einem Chip zu erzeugen, auf den dann ein o.a. DNA-Hydrogel aufgebracht werden kann. Gemeinsam stellen wir uns vor, akustisch erzeugte Mikromuster im DNA-Hydrogel zu erzeugen, in dem Bereiche niedriger beziehungsweise hoher räumlich-zeitlicher Fluktuationen gezielt dargestellt, variiert und deren Einfluss auf die Genexpression untersucht werden können. Dazu werden die Fluktuationsprotokolle mit der Aktivität der Gentranskription mittels Fluoreszenzmikroskopie und einem geeigneten RNA Reporter System korreliert.

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Buchegger, S/Kamenac, A/Fuchs, S/Herrmann/Houdek, R P/Gorzelanny, C/Obermeier, A/Heller, S/Burgkart, R/Stritzker, B/Wixforth, A/Westerhausen, C (2019): Smart antimicrobial efficacy employing pH-sensitive ZnO-doped DLC coatings. In: Sci. Rep., 2019: 9, 17246.