Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs (SFB) 'ELAINE' (elektrisch aktive Implantate) werden Zellreaktionen auf externe elektrische Felder untersucht. Dazu ist es notwendig, Simulationsstudien über mehrere räumliche und zeitliche Größenordnungen hinweg durchzuführen und sie miteinander in Beziehung zu setzen. Um dies zu vereinfachen werden anwendungsspezifische, computerbasierte Sprachen genutzt. In zwei Simulationsstudien wird der Einfluss externer elektrischer Felder auf die raumzeitliche Dynamik in der Nähe der Membran, auf die intra- und interzelluläre Dynamik bis hin zur Dynamik ganzer Zellpopulationen analysiert. Schwerpunktmäßig werden die Auswirkungen der Ortsauflösung auf die Simulationsergebnisse betrachtet. Das Projekt findet in enger Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen aus den Unterprojekten A02, A03, C01 und C04 des SFB 'ELAINE' statt.

 


Forschungsprojekt LaCE

Modellierungssprachen für zellbiologische Systeme in ELAINE



     Laufzeit:

     Projektkoordination:

     Wissenschaftliche Bearbeiter:

     Studentische Hilfskräfte:

     Finanzierung:


15.08.2017 bis 30.06.2021

Prof. Dr. Adelinde M. Uhrmacher

M.Sc. Kai Budde,
M.Sc. Philipp Henning, M.Sc. Tom Warnke, Dr. Fiete Haack

Elisa Krummrich, Alina Schubert

Deutsche Forschungsgemeinschaft - DFG  (DFG GEPRIS Link)
 

Zusammenfassung

Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung von domänenspezifischen Sprachen für die Beschreibung von biochemischen, räumlich und zeitlichen aufgelösten, Multiskalen- und Mehrebenen- Modellen und mit deren Anwendung, um den Einfluss elektrischer Felder auf Zellen, z.B. im Hinblick auf die Differenzierung, zu erforschen.

Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs (SFB) 'ELAINE' (elektrisch aktive Implantate) verwenden wir Computersimulationen, um das Verhalten von Zellen in einem elektrischen Feld zu untersuchen. Diese Simulationsstudien sollen über mehrere räumliche und zeitliche Skalen ausgeführt und miteinander in Beziehung gesetzt werden. Damit dies leichter geschehen kann, werden wir domänenspezifische Sprachen zur Beschreibung von Modellen und Simulationsexperimenten entwickeln, verfeinern und anwenden.

Eine der Simulationsstudien soll die Zellmechanismen an der Membran untersuchen. Eine andere Studie widmet sich den intra- und interzellulären Prozessen, wie z.B. dem Wnt Signalweg. Beide Untersuchungen werden den Einfluss elektrischer Felder auf Zellfunktionen, wie z.B. Zellfortbewegung und Zelldifferenzierung, betrachten. Das Projekt findet in enger Zusammenarbeit mit anderen Unterprojekten des SFB (A02, A03, C01 und C04) durchgeführt.