Dynamische Prozesse in lebenden Zellen
Prof. Dr. F. Jülicher (MPI für Physik komplexer Systeme, Dresden)

Zellen sind äußerst dynamische Objekte. Zellteilung und Zellbewegung sind wichtige Beispiele komplexer Vorgänge, die durch aktive Prozesse auf der molekularen Ebene angetrieben werden. Der Prototyp solcher Vorgänge ist die Krafterzeugung von Motormolekülen im Zytoskelett der Zelle. Ausge-hend von der Physik der Krafterzeugung einzelner Motormoleküle kann die Dynamik zellulärer Prozesse, die durch das Zusammenspiel einer großen Zahl von Molekülen erzeugt wird, theoretisch beschrieben werden. Dies wird am Beispiel der Zellteilung erläutert bei der komplexe Kräftegleichgewichte und Oszillatioen auftreten können. Mechanische Oszillationen spielen auch eine wichtige Rolle für das Schwimmen von Mikroorganismen die von Geis-seln angetrieben werden. Diese Geisseln sind lange filamentartige Extremitä-ten der Zelle, die periodische Schlagbewegungen ausführen können. Der Geisselschlag ist ein Raumzeitliches Muster von Biegewellen die durch die Selbstorganisation vieler Motormoleküle entsteht. Die dabei hervorgerufene Schwimmbewegung kann durch Regulationssysteme so kontrolliert werden dass das System auf ein Ziel steuern kann.