@phdthesis{Bischofs2004,
  author    = {Bischofs, Ilka Bettina},
  title     = {Elastic interactions of cellular force patterns},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001767},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Gewebezellen sammeln st{\"a}ndig Informationen {\"u}ber die mechanischen Eigenschaften ihrer Umgebung, indem sie aktiv an dieser ziehen. Diese Kr{\"a}fte werden an Zell-Matrix-Kontakten {\"u}bertragen, die als Mechanosensoren fungieren. J{\"u}ngste Experimente mit Zellen auf elastischen Substraten zeigen, dass Zellen sehr empfindlich auf Ver{\"a}nderungen der effektiven Steifigkeit ihrer Umgebung reagieren, die zu einer Reorganisation des Zytoskeletts f{\"u}hren k{\"o}nnen. In dieser Arbeit wird ein theoretisches Model entwickelt, um die Selbstorganisation von Zellen in weichen Materialien vorherzusagen. Obwohl das Zellverhalten durch komplexe regulatorische Vorg{\"a}nge in der Zelle gesteuert wird, scheint die typische Antwort von Zellen auf mechanische Reize eine einfache Pr{\"a}ferenz f{\"u}r große effektive Steifigkeit der Umgebung zu sein, m{\"o}glicherweise weil in einer steiferen Umgebung Kr{\"a}fte an den Kontakten effektiver aufgebaut werden k{\"o}nnen. Der Begriff Steifigkeit umfasst dabei sowohl Effekte, die durch gr{\"o}ßere H{\"a}rte als auch durch elastische Verzerrungsfelder in der Umgebung verursacht werden. Diese Beobachtung kann man als ein Extremalprinzip in der Elastizit{\"a}tstheorie formulieren. Indem man das zellul{\"a}re Kraftmuster spezifiziert, mit dem Zellen mit ihrer Umgebung wechselwirken, und die Umgebung selbst als linear elastisches Material modelliert, kann damit die optimale Orientierung und Position von Zellen vorhergesagt werden. Es werden mehrere praktisch relevante Beispiele f{\"u}r Zellorganisation theoretisch betrachtet: Zellen in externen Spannungsfeldern und Zellen in der N{\"a}he von Grenzfl{\"a}chen f{\"u}r verschiedene Geometrien und Randbedingungen des elastischen Mediums. Daf{\"u}r werden die entsprechenden elastischen Randwertprobleme in Vollraum, Halbraum und Kugel exakt gel{\"o}st. Die Vorhersagen des Models stimmen hervorragend mit experimentellen Befunden f{\"u}r Fibroblastzellen {\"u}berein, sowohl auf elastischen Substraten als auch in physiologischen Hydrogelen. Mechanisch aktive Zellen wie Fibroblasten k{\"o}nnen auch elastisch miteinander wechselwirken. Es werden daher optimale Strukturen als Funktion von Materialeigenschaften und Zelldichte bzw. der Geometrie der Zellpositionen berechnet. Schließlich wird mit Hilfe von Monte Carlo Simulationen der Einfluss stochastischer St{\"o}rungen auf die Strukturbildung untersucht. Das vorliegende Model tr{\"a}gt nicht nur zu einem besseren Verst{\"a}ndnis von vielen physiologischen Situationen bei, sondern k{\"o}nnte in Zukunft auch f{\"u}r biomedizinische Anwendungen benutzt werden, um zum Beispiel Protokolle f{\"u}r k{\"u}nstliche Gewebe im Bezug auf Substratgeometrie, Randbedingungen, Materialeigenschaften oder Zelldichte zu optimieren.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gehmlich2004,
  author    = {Gehmlich, Katja},
  title     = {Strukturen der Kraft{\"u}bertragung im quergestreiften Muskel : Protein-Protein-Wechselwirkungen und Regulationsmechanismen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-2576},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Im Mittelpunkt dieser Arbeit standen Signaltransduktionsprozesse in den Strukturen der Kraft{\"u}bertragung quergestreifter Muskelzellen, d. h. in den Costameren (Zell-Matrix-Kontakten) und den Glanzstreifen (Zell-Zell-Kontakten der Kardiomyozyten).Es ließ sich zeigen, dass sich die Morphologie der Zell-Matrix-Kontakte w{\"a}hrend der Differenzierung von Skelettmuskelzellen dramatisch {\"a}ndert, was mit einer ver{\"a}nderten Proteinzusammensetzung einhergeht. Immunfluoreszenz-Analysen von Skelettmuskelzellen verschiedener Differenzierungsstadien implizieren, dass die Signalwege, welche die Dynamik der Fokalkontakte in Nichtmuskelzellen bestimmen, nur f{\"u}r fr{\"u}he Stadien der Muskeldifferenzierung Relevanz haben k{\"o}nnen. Ausgehend von diesem Befund wurde begonnen, noch unbekannte Signalwege zu identifizieren, welche die Ausbildung von Costameren kontrollieren: In den Vorl{\"a}uferstrukturen der Costamere gelang es, eine transiente Interaktion der Proteine Paxillin und Ponsin zu identifizieren. Biochemische Untersuchungen legen nahe, dass Ponsin {\"u}ber eine Skelettmuskel-spezifische Insertion im Carboxyterminus das Adapterprotein Nck2 in diesen Komplex rekrutiert. Es wird vorgeschlagen, dass die drei Proteine einen tern{\"a}ren Signalkomplex bilden, der die Umbauvorg{\"a}nge der Zell-Matrix-Kontakte kontrolliert und dessen Aktivit{\"a}t von mitogen activated protein kinases (MAPK) reguliert wird.Die Anpassungsvorg{\"a}nge der Strukturen der Kraft{\"u}bertragung an pathologische Situtation (Kardiomyopathien) in der adulten quergestreiften Muskulatur wurden ausgehend von einem zweiten Protein, dem muscle LIM protein (MLP), untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass ein mutiertes MLP-Protein, das im Menschen eine hypertrophe Kardiomyopathie (HCM) ausl{\"o}st, strukturelle Defekte aufweist und weniger stabil ist. Weiterhin zeigte dieses mutierte Protein eine verringerte Bindungsf{\"a}higkeit an die beiden Liganden N-RAP und alpha-Actinin. Die molekulare Grundlage der HCM-verursachenden Mutationen im MLP-Gen k{\"o}nnte folglich eine Ver{\"a}nderung der Hom{\"o}ostase im tern{\"a}ren Komplex MLP \– N-RAP \– alpha-Actinin sein. Die Expressionsdaten eines neu generierten monoklonalen MLP-Antik{\"o}rpers deuten darauf hin, dass die Funktionen des MLP nicht nur f{\"u}r die Integrit{\"a}t des Myokards, sondern auch f{\"u}r die der Skelettmuskulatur notwendig sind.},
  subject      = {Herzmuskelkrankheit},
  language  = {de}
}