Press release: Moleküle am Rande der „Stauschwelle“

No. 55 - 06.05.2026

HFSP-Förderung: Universität Göttingen erforscht Informationsverarbeitung in Zellen

(pug) „Rauschen oder Signal? Informationsgenauigkeit am Rande des Jamming-Zustands“ lautet der Titel eines internationalen und interdisziplinären Forschungsprojekts unter der Leitung der Universität Göttingen. Gemeinsam mit der New York University und der Hokkaido-Universität wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die biophysikalischen Eigenschaften biologischer und synthetischer Materialien untersuchen und Methoden entwickeln, um die Signalübertragung innerhalb von Zellmaterialien zu messen und zu verstehen. Das Human Frontiers Science Program (HFSP) fördert das Projekt drei Jahre lang mit insgesamt rund 1,2 Millionen US-Dollar.

Zellen sind dicht mit großen Molekülen gepackt, die sich nahe einer kritischen „Stauschwelle“ befinden, was bedeutet, dass Schwankungen in der Molekülverdichtung die Moleküle aneinanderpressen (jamming). Während diese Kollisionen gut beschrieben sind, ist unklar, inwieweit die molekulare Verdichtung die Wirkungsweise von Enzymen beeinflusst, beispielsweise durch Einschränkung der Diffusion oder durch die Erzeugung aktiver Kräfte, die mit Enzymen im Inneren der Zelle interagieren. Die Forschenden wollen besser verstehen, wie sich Veränderungen der physikalischen Eigenschaften des Zytoplasmas – des Materials, aus dem der größte Teil der Zelle besteht – auf Signalwege in lebenden Zellen auswirken. Dies hat wichtige Konsequenzen für die Informationsverarbeitung: Es würde eine neue Dimension im Verständnis eröffnen, wie lebende Systeme ihre intrazellulären chemischen Reaktionsnetzwerke verändern oder modifizieren.

„Die Förderung ermöglicht es uns, eine völlig neuartige Idee zu untersuchen: dass aktive Kräfte und Fluktuationen in der intrazellulären Verdichtung von lebenden Systemen genutzt werden, um die Reaktionsgeschwindigkeiten wichtiger chemischer Reaktionen zu steuern“, erläutert Projektleiter Prof. Dr. Timo Betz vom Institut für Biophysik der Universität Göttingen. „Diese Perspektive eröffnet einen ganz neuen Weg, um zu verstehen, wie Zellen physikalische Eigenschaften in ihre chemischen Funktionen integrieren. Die HSFP-Förderung ist einzigartig, da sie risikoreiche, unkonventionelle Ansätze unterstützt, die oft über den Rahmen traditioneller Förderprogramme hinausgehen, so dass wir wirklich transformative Forschung betreiben können.“

HFSP-Forschungsstipendien unterstützen innovative Grundlagenforschung zu grundlegenden biologischen Problemen, wobei der Schwerpunkt auf neuartigen und interdisziplinären Ansätzen liegt, die den wissenschaftlichen Austausch über nationale und disziplinäre Grenzen hinweg beinhalten. Ein wesentliches Merkmal ist, dass die Forschungsteams in verschiedenen Ländern ansässig sein müssen und ihr Fachwissen in innovativen Ansätzen zu Fragen bündeln, die von einzelnen Laboren nicht beantwortet werden könnten.

Kontakt:

Prof. Dr. Timo Betz

Georg-August-Universität Göttingen

Fakultät für Physik

Institut für Biophysik

Telefon: (0551) 39-26921

E-Mail: timo.betz@phys.uni-goettingen.de

Internet: www.betzlab.uni-goettingen.de/