Prof. Dr. phil. nat. Prof. Dr. Sonja Kleinlogel

Prof. Kleinlogel erforscht bistabile Rhodopsine – natürliche lichtempfindliche Proteine, die in Tieren für Sehen zuständig sind – und nutzt sie zur Entwicklung von Optogenetik-Methoden. Dabei geht es darum, Nervenzellen und Signalwege in lebenden Organismen durch Licht präzise zu steuern. Diese Technologie ermöglicht es Unternehmen und Forschungseinrichtungen, Gehirnfunktionen, Sinneswahrnehmung und zelluläre Prozesse gezielt zu manipulieren und zu verstehen – relevant für Neurotechnologie, Medizinforschung und Grundlagenbiologie. Die Arbeit verbindet Molekularbiologie mit optischen Methoden, um bidirektionale (an- und ausschaltbare) Kontrolle über Zellsignale zu erreichen.

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• Switchable rhodOpsins in Life sciences (SOL)

  Quelle ↗

  Bistabile Rhodopsine sind natürliche lichtempfindliche G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCR), die bei Tieren für Lichtempfindlichkeit und Sehen verantwortlich sind. Bistabile Rhodopsine sind aber gleichzeitig auch eine potenzielle Quelle für leistungsfähige optogenetische Methoden, da sie eine bidirektionale Steuerung einflussreicher Signalkaskaden in den Zellen in allen lichtnutzenden Körpersystemen ermöglichen. Doch noch weiß man wenig über ihre Biologie und die technologischen Veränderungsmöglichkeiten für optogenetische Zwecke, da die Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion bei ihnen bisher nur begrenzt erforscht wurden. Das EU-finanzierte Projekt SOL wird herausarbeiten, wie strukturelle Eigenschaften dieser einflussreichen Fotorezeptoren ihre Bistabilität, Zweifarbigkeit, Kinetik und G-Protein-Selektivität bestimmen. Die Erkenntnisse fließen dann im Rahmen des Projekts in ein fachlich fundiertes Engineering für Farbeinstellung und G-Protein-Selektivität bei optogenetischen Methoden ein. Außerdem werden anhand der Ergebnisse physiologische Funktionen untersucht. In SOL werden völlig neue optogenetische Techniken entstehen, die eine Definition von GPCR-Signalaktivitäten ermöglichen.

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