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Multiscale Bioimaging: Von molekularen Maschinen zu Netzwerken erregbarer Zellen

Erkrankungen des Herzens sowie des Gehirns gehören zu den häufigsten Todesursachen weltweit. Auch wenn diese beiden Organe auf den ersten Blick sehr unterschiedlich erscheinen, weisen Herz- und Nervenzellen doch überraschend viele physiologische Gemeinsamkeiten auf: Beide Zelltypen verfügen über ähnliche nanoskalige funktionelle Einheiten und erzeugen ihre physiologischen Leistungen als Teil von elektrisch aktiven Netzwerken. Viele Herz- und Hirnerkrankungen werden durch jene nanoskaligen Funktionseinheiten, die sowohl kardiale als auch neuronale Netzwerkfunktionen stören können, hervorgerufen. Trotz dieser Gemeinsamkeiten werden Herz und Gehirn in der Wissenschaft häufig als getrennte Systeme und zumeist nur auf einer Ebene betrachtet: auf Ebene der Moleküle, der Zellen oder der Organe. Ziel des Exzellenzclusters „Multiscale-Bioimaging: Von molekularen Maschinen zu Netzwerken erregbarer Zellen (MBExC)“ ist, die krankheitsrelevanten nanoskaligen Funktionseinheiten von Herz- und Nervenzellen zu entschlüsseln. Sowohl im Herzen als auch im Gehirn kann dies nur durch einen multiskaligen Ansatz über verschiedene Größenordnungen hinaus gelingen, bei dem die Erforschung der nanoskaligen Funktionseinheiten mit der Analyse erregbarer Zellnetzwerke verknüpft wird. Auf diese Weise gewinnt das MBExC Erkenntnisse, die bei isolierter Untersuchung jedes einzelnen physiologischen Systems nicht möglich wären. Radikale Durchbrüche auf dem Gebiet der optischen Nanoskopie, der Röntgenmikroskopie und der Elektronentomographie ermöglichen es, die Lücken in unserem Ansatz, bspw. zwischen der molekularen und der zellulären Ebene, zu schließen. Aufbauend auf den Pionierarbeiten am Göttingen Campus werden am MBExC neue, innovative Technologien entwickelt und genutzt, um einzigartige Einblicke in kardiale und neuronale Netzwerke zu erlangen. Zusammengefasst tragen die Forschenden am MBExC dazu bei, das Verständnis von Herz- und Hirnphysiologie grundlegend zu erweitern. Außerdem bieten sie eine forschungsorientierte Ausbildung sowie Karrieremöglichkeiten für den wissenschaftlichen Nachwuchs und transferieren Wissen und Erkenntnisse in neuartige Therapien für Erkrankungen des Herzens, des Gehirns oder beider.


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