Von Membran-Modellen zu Modell-Membranen

Prof. Dr. Claudia Steinem
Universität Göttingen

Biologische Membranen sind essentiell für das Leben von Organismen. Als Begrenzung von Zellen halten sie lebenswichtige Unterschiede zwischen dem Cytosol und der extrazellulären Umgebung aufrecht. Basierend auf experimentellen Befunden, wurden bereits Anfang 1900 Modelle der molekularen Struktur von Membranen entworfen, lange bevor die ersten biologischen Membranen mit Hilfe des Elektronenmikroskops in den 1950er-Jahren untersucht werden konnten. Diese Membran-Modelle im Wandel der Zeit sind ein schönes Beispiel dafür, wie Modellvorstellungen sich entwickeln, teilweise falsch sind, revidiert und verfeinert werden. Im Vortrag werde ich aufzeigen, wie sich unser strukturelles Bild der biologischen Membran im Laufe der Zeit verändert hat und wie man heute in der Lage ist, auf Basis dieser Erkenntnisse Lipidmembranen künstlich aus einzelnen Komponenten zusammenzusetzen. Mit Hilfe solcher Modell-Membranen ist es möglich, biologische Prozesse, die in und an einer solchen Lipidmembran ablaufen, molekular zu analysieren und auf diese Weise zu verstehen, welche chemischen Komponenten für den betrachteten biologischen Prozess von zentraler Bedeutung sind. In diesem Zusammenhang beschäftigt sich meine Arbeitsgruppe mit der Entwicklung und Anwendung von neuen künstlichen Lipidmembransystemen zur Analyse von membranständigen Reaktionen, wie z.B. der Fusion von Membranen, der Wirkungsweise von bakteriellen Toxinen oder dem Transport von Antibiotika.