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Verfeinerung präklinischer Studien durch Einzelmolekülmikroskopie am Beispiel der FAK

Krömmelbein, Alexander (2020):
Verfeinerung präklinischer Studien durch Einzelmolekülmikroskopie am Beispiel der FAK.
Darmstadt, Technische Universität,
DOI: 10.25534/tuprints-00009177,
[Ph.D. Thesis]

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Verfeinerung präklinischer Studien durch Einzelmolekülmikroskopie am Beispiel der FAK
Language: German
Abstract:

Das Anheften von Zellen an ihre Außenwelt und anderen Zellen ist die Basis vielzelliger Organismen. Diese Adhäsion wird durch Proteine, welche in der Zellmembran liegen, ermöglicht. Die Fähigkeit zur Adhäsion wird daher in vielen Experimenten als Test der Viabilität herangezogen. Ist eine normalerweise adhärente Zelle nicht mehr in der Lage, sich an ihre Umgebung anzuheften, leitet sie üblicherweise den Zelltod ein. Die Mechanismen der Adhäsion, und die damit verbundene Migration, sind also eine essenzielle Funktion von adhärenten Zellen. In der Signalweiterleitung der Zelle bei einer Anheftung ist eines der Hauptaktoren das Protein Fokale Adhäsionskinase (FAK). Sie ist für den Auf- sowie Abbau der fokalen Adhäsionen zuständig und sorgt somit für die Anheftung der Zelle und die dadurch resultierende Verbindung zwischen extra- und intrazellulären Strukturen. Aufgrund dieser essenziellen Aufgabe und der Tatsache, dass die FAK eine erhöhte Expression und Aktivität in diversen Krebszellen aufzeigt, wird sie oft in der medizinischen Forschung als mögliches Zielprotein für Medikamente betrachtet. Es gibt bereits Forschungen die zeigen, dass sich die Viabilität von Krebszellen bei der Inhibition der FAK verringert. Diese Beobachtungen beruhen hauptsächlich auf Lebendzellfärbungen sowie Adhäsionstests. In dieser Arbeit wurden zwei FAK-Inhbitoren und deren Wirkung auf die phosphorylierte Form der FAK mittels Einzelmolekülmikroskopie auf molekularer Ebene untersucht. Die einzelnen detektierten Proteine wurden anschließend durch eine automatisierte Auswertung analysiert und deren Eigenschaften bezüglich Clusterbildung innerhalb fokaler Adhäsionen charakterisiert. Abschließend wurden diese Einzelmoleküldaten mit eigenen Lebendzellfärbungen und etablierter Literatur in einen gemeinsamen Kontext gebracht.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
The attachment of cells to their environment and to other cells is the basis of multicellular organisms. This adhesion is made possible by proteins located in the cell membrane. The ability to adhere is therefore used in many experiments as a test of viability. If a normally adherent cell is no longer able to adhere to its environment, it usually initiates apoptosis. The mechanisms of adhesion and the associated migration are therefore an essential function of adherent cells. In the signalling pathways within cells during attachment, one of the main actors is the protein focal adhesion kinase (FAK). It is responsible for the set-up and degradation of focal adhesions and thus ensures the attachment of the cell and the resulting connection between extracellular and intracellular structures. Due to this essential task and the fact that FAK shows increased expression and activity in various cancer cells, it is often regarded as a potential target protein for drugs in medical research. Studies have already shown that the viability of cancer cells is reduced by the inhibition of FAK. These observations are mainly based on live-cell stainings and adhesion tests. In this thesis, two FAK inbitors and their effect on the phosphorylated form of the FAK using single-molecule microscopy were analyzed at the molecular level. The individual detected proteins were then further processed by automated evaluation and resulted in characterizations regarding their properties with respect to cluster formation within focal adhesions. Finally, these single molecule data were brought into a common context with their own live cell staining and established publications.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
Divisions: 10 Department of Biology > Membrane Dynamics
Date Deposited: 13 Jan 2020 09:04
Last Modified: 09 Jul 2020 02:47
DOI: 10.25534/tuprints-00009177
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-91772
Referees: Meckel, PD Dr. Tobias and Thiel, Prof. Dr. Gerhard
Refereed: 6 December 2019
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/9177
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