Stellenticket Freie Universität Berlin

Natur­wis­sen­schaft­li­che Dok­tor­ar­beit zum Thema:
Mole­ku­lare Archi­tek­tur von Tight Junc­tions und para­zel­lu­lä­ren Ionen­ka­nä­len

Vor­aus­set­zun­gen: Hoch­schul­stu­dium der Fächer Bio­che­mie, Bio­lo­gie, Bio­in­for­ma­tik, Bio­tech­no­lo­gie oder einer ver­wand­ten Stu­di­en­rich­tung, star­kes Inter­esse an zell­bio­lo­gi­schen und struk­tur­bio­lo­gi­schen Fra­ge­stel­lun­gen und der Wunsch nach Team­ar­beit. Wir bie­ten ein star­kes und enga­gier­tes wis­sen­schaft­li­ches Umfeld an der Schnitt­stelle natur­wis­sen­schaft­li­cher Grund­la­gen­for­schung und prä­kli­ni­scher For­schung. Es besteht die Mög­lich­keit, die Dok­tor­ar­beit in Asso­zia­tion mit dem DFG Gra­du­ier­ten­kol­leg 2318 "TJ-Train" durch­zu­füh­ren (http://klinphys.charite.de/grk).

Tight Junc­tions regu­lie­ren die para­zel­lu­läre Per­mea­bi­li­tät für Solute und Was­ser in Epi­the­lien und Endo­the­lien und sind für Organ­schran­ken essen­ti­ell. Zum einen könnte eine gezielte tran­si­ente Öff­nung der Tight Junc­tions die Arz­nei­stoff­auf­nahme über Gewe­be­bar­rie­ren, z.B. das intes­ti­nale Epi­thel oder die Blut-Hirn­schranke, dras­tisch ver­bes­sern. Zum ande­ren könnte eine the­ra­peu­ti­sche Sta­bi­li­sie­rung patho­lo­gisch dys­re­gu­lier­ter Tight Junc­tions die pro­tek­tive Wir­kung von beein­träch­tig­ten Organ­schran­ken wie­der­her­stel­len (z.B. bei chro­nisch ent­zünd­li­chen Darm­er­kran­kun­gen). Hier­für sind die Trans­mem­bran­pro­te­ine der Claud­in­fa­mi­lie erfolgs­ver­spre­chende Angriffs­punkte, da sie das Rück­grat der Tight Junc­tions bil­den und die Clau­din-Zusam­men­set­zung die para­zel­lu­lä­ren Bar­rie­re­ei­gen­schaf­ten bestimmt.
Im Rah­men des DFG-geför­der­ten Pro­jek­tes sol­len Struk­tur-Funk­ti­ons­be­zie­hun­gen zum mole­ku­lare Mecha­nis­mus geklärt wer­den, über den Clau­dine die para­zel­lu­läre Per­mea­bi­li­tät regu­lie­ren. Ins­be­son­dere ist Ziel, die mole­ku­lare Archi­tek­tur der Tight Junc­tions auf­zu­de­cken und zu klä­ren, wie Clau­dine an Zell-Zell­kon­tak­ten mit ein­an­der inter­agie­ren und intra­mem­bra­näre Poly­mere bil­den, die je nach Claud­in­sub­typ, den para­zel­lu­lä­ren Spalt ent­we­der abdich­ten oder grö­ßen- und lan­dungs­se­lek­tive Kanäle bil­den.
Fol­gende Metho­den sol­len hier­für zur Anwen­dung kom­men: (a) Expe­ri­men­tell: Zell­kul­tur, Trans­fek­tion, zel­lu­läre Rekon­sti­tu­tion von Tight Junc­tion-Strän­gen/Poly­me­ren, kon­fo­kale und STED Super Reso­lu­tion Mikro­sko­pie, Lebend­zell-Ima­ging, FRET, FRAP, orts­ge­rich­tete Muta­ge­nese, Gefrier­bruch-Elek­tro­nen­mi­kro­sko­pie, Wes­tern-Blot, che­mi­sches Pro­tein-Cross­lin­king, Mes­sung der para­zel­lu­lä­ren Ionen- und Tracer-Per­mea­bi­li­tät; (b) Struk­tu­relle Bio­in­for­ma­tik: Homo­lo­gie-Model­lie­rung von Clau­din­pro­te­in­struk­tu­ren, Oli­go­mer-Docking und vor allem Mole­ku­lar­dy­na­mik Simu­la­tio­nen von mem­bran­ein­ge­bet­te­ten Clau­di­noli­go­me­ren.

Ein sehr gut abge­schlos­se­nes Hoch­schul­stu­dium der Fächer Bio­che­mie, Bio­lo­gie, Bio­in­for­ma­tik, Bio­tech­no­lo­gie oder einer ver­wand­ten Stu­di­en­rich­tung, star­kes Inter­esse an zell­bio­lo­gi­schen und struk­tur­bio­lo­gi­schen Fra­ge­stel­lun­gen und der Wunsch nach Team­ar­beit.
Wir bie­ten ein star­kes und enga­gier­tes wis­sen­schaft­li­ches Umfeld an der Schnitt­stelle natur­wis­sen­schaft­li­cher Grund­la­gen­for­schung und prä­kli­ni­scher For­schung. Optio­nal: Asso­zia­tion der Dok­tor­ar­beit mit dem DFG Gra­du­ier­ten­kol­leg 2318 "TJ-Train" (http://klinphys.charite.de/grk).

Für wei­tere Infor­ma­tio­nen, siehe https://klinphys.charite.de und fol­gende Publi­ka­tio­nen:

1. Hem­pel et al., 2020. Assem­bly of Tight Junc­tion Strands: Clau­din-10b and Clau­din-3 Form Homo Tetrame­ric Buil­ding Blocks that Poly­me­rise in a Chan­nel-Inde­pen­dent Man­ner. J Mol Biol. pii: S0022-2836(20)30222-9. doi: 10.1016/j.jmb.2020.02.034
2. Piontek et el., 2020. Mole­cu­lar archi­tec­ture and assem­bly of the tight junc­tion back­bone. Bio­chim Bio­phys Acta., 1862(7):183279. doi: 10.1016/j.bbamem.2020
3. Rosen­thal et al., 2019. Clau­din-15 forms a water chan­nel through the tight junc­tion with dis­tinct func­tion com­pa­red to clau­din-2. Acta Phy­siol (Oxf). 228(1):e13334. doi: 10.1111/apha.13334
4. Neu­haus et al., 2018. Rever­si­ble ope­ning of the blood-brain bar­rier by clau­din-5-bin­ding vari­ants of Clos­tri­dium per­frin­gens entero­to­xin's clau­din-bin­ding domain. Bio­ma­te­ri­als 161: 129-143
5. Piontek et al., 2008. For­ma­tion of tight junc­tion: deter­mi­nants of homo­phi­lic inter­ac­tion bet­ween clas­sic claudins. FASEB J. 22:146-158

Wis­sen­schaft­li­chen Mit­ar­bei­tern und Mit­ar­bei­te­rin­nen wird nach Maß­gabe Ihres Dienst­ver­hält­nis­ses aus­rei­chend Zeit zu eige­ner wis­sen­schaft­li­cher
Arbeit gege­ben.