Eine Perspektive zu interdisziplinären Ansätzen in der Chemotaxis(forschung)

Kurzzusammenfassung Die meisten Lebewesen auf der Erde – von Bakterien bis hin zum Menschen – müssen sich auf irgendeine Weise fortbewegen, um günstigere Lebensbedingungen zu finden. Daher nutzen fast alle die ein oder andere Form von Chemotaxis, ein Prozess, bei dem die Bewegung durch einen Gradienten von Chemikalien gesteuert wird. Chemotaxis ist fundamental für viele Prozesse, die unser Wohlbefinden beeinflussen, darunter Entzündungen, neuronale Musterbildung, Wundheilung, Tumorausbreitung bei Krebs und sogar die Embryogenese. Chemotaktische Prozesse zu verstehen ist ein wichtiges Ziel für Biologen. Trotz der Tatsache, dass viele Grundprinzipien im Laufe der Evolution offenbar erhalten geblieben sind, konzentriert sich die Forschung hauptsächlich auf das Verständnis der molekularen Mechanismen, die die Signalverarbeitung und Fortbewegung steuern. Die Zellsignalisierungsprozesse – also die Reaktionen von Zellen auf zeitlich variierende externe Signale – liegen auf zellulärer Ebene fast allen biologischen Prozessen zugrunde. Die Chemotaxis einzelner Zellen bietet besonders geeignete Modellsysteme für quantitative Zellsignalstudien, selbst bei Vorhandensein von Rauschen und Fluktuationen, da die Motilitätsantwort der Zelle direkt beobachtbar ist. Allerdings überschneiden sich die verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen, die sich mit der Chemotaxisforschung befassen, nur selten. Biologen, Physiker und Mathematiker interagieren viel zu selten miteinander, um Methoden und Modelle voneinander zu lernen. Deswegen werden Gemeinsamkeiten oft übersehen, wie beispielsweise der mögliche Einfluss physikalischer oder umweltbedingter Faktoren, der bislang weitgehend vernachlässigt wurde.

Authors

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Publication Details

Journal
Angewandte Chemie
Published
2025-10-28
DOI
https://doi.org/10.1002/ange.202504790
Primary Topic
Chemical and Physical Studies
Type
article
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article

Eine Perspektive zu interdisziplinären Ansätzen in der Chemotaxis(forschung)

Ignacio Pagonabarraga, Zuyao Xiao, Kirsty Y. Wan, Judith P. Armitage et al.
Angewandte Chemie
Chemical and Physical Studies
article

Eine Perspektive zu interdisziplinären Ansätzen in der Chemotaxis(forschung)

Ignacio Pagonabarraga, Zuyao Xiao, Kirsty Y. Wan, Judith P. Armitage, Robert G. Endres, Benjamin M. Friedrich, Claudia Contini, J.A. Mackenzie, Gilad Yossifon, Wouter‐Jan Rappel, Robert H. Insall, Jens‐Uwe Sommer, Daniel Gordon, Mehmet Can Uçar, Christina C. Roggatz, Ramin Golestanian, Juliane Simmchen, Kevin J. Painter, Tian Qiu
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Abstract

Kurzzusammenfassung Die meisten Lebewesen auf der Erde – von Bakterien bis hin zum Menschen – müssen sich auf irgendeine Weise fortbewegen, um günstigere Lebensbedingungen zu finden. Daher nutzen fast alle die ein oder andere Form von Chemotaxis, ein Prozess, bei dem die Bewegung durch einen Gradienten von Chemikalien gesteuert wird. Chemotaxis ist fundamental für viele Prozesse, die unser Wohlbefinden beeinflussen, darunter Entzündungen, neuronale Musterbildung, Wundheilung, Tumorausbreitung bei Krebs und sogar die Embryogenese. Chemotaktische Prozesse zu verstehen ist ein wichtiges Ziel für Biologen. Trotz der Tatsache, dass viele Grundprinzipien im Laufe der Evolution offenbar erhalten geblieben sind, konzentriert sich die Forschung hauptsächlich auf das Verständnis der molekularen Mechanismen, die die Signalverarbeitung und Fortbewegung steuern. Die Zellsignalisierungsprozesse – also die Reaktionen von Zellen auf zeitlich variierende externe Signale – liegen auf zellulärer Ebene fast allen biologischen Prozessen zugrunde. Die Chemotaxis einzelner Zellen bietet besonders geeignete Modellsysteme für quantitative Zellsignalstudien, selbst bei Vorhandensein von Rauschen und Fluktuationen, da die Motilitätsantwort der Zelle direkt beobachtbar ist. Allerdings überschneiden sich die verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen, die sich mit der Chemotaxisforschung befassen, nur selten. Biologen, Physiker und Mathematiker interagieren viel zu selten miteinander, um Methoden und Modelle voneinander zu lernen. Deswegen werden Gemeinsamkeiten oft übersehen, wie beispielsweise der mögliche Einfluss physikalischer oder umweltbedingter Faktoren, der bislang weitgehend vernachlässigt wurde.

Angewandte ChemieVol. 137(47)
Tel Aviv University (IL), Politecnico di Torino (IT), German Cancer Research Center (DE), University of Bremen (DE), University of Strathclyde (GB), University of Exeter (GB), University of California San Diego (US), University of Oxford (GB), Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization (DE), MRC Laboratory for Molecular Cell Biology (GB), Leibniz Institute of Polymer Research (DE), Science Oxford (GB), University College London (GB), Imperial College London (GB), Universitat de Barcelona (ES), Technische Universität Dresden (DE), University of Sheffield (GB), Politecnico di Milano (IT)
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