Das wichtigste wissenschaftliche Ziel der Abteilung besteht in der Entwicklung von Technologien, die auf der Physik, Chemie und Materialwissenschaft basieren, um damit grundlegende Fragestellungen der Zellbiologie zu erklären sowie lebensähnliche Materialien zu konstruieren.  Die Abteilung bemüht sich dabei um ein grundlegendes Verständnis (i) spezifischer Themen zur Pathophysiologie von Zellen und Zellkohorten mittels Analyse und Manipulation von Zellen auf der Nanoskala; (ii) wie sich synthetische Zellfunktionen und Materialien von unten nach oben konstruieren lassen, (iii) der Rolle von Wachstumsfaktoren in der zellulären Mechanobiologie sowie (iv) der Rolle von Polysacchariden der extrazellulären Matrix, insbesondere der Hyaluronsäure, bei der Regulierung des Zellschicksals

Im Besonderen beschäftigt sich die Abteilung mit wissenschaftlichen Fragestellungen zur individuellen und kollektiven Zellmigration, zellulären Wechselwirkungen mit der Umgebung (Zell-Zell-Adhäsion, Zell-extrazelluläre Matrix-Adhäsion) im Hinblick auf Immunreaktionen, Wundheilung, Gewebemorphogenese und Tumorentstehung.

Alle diese Projekte profitieren von der stark interdisziplinären Ausrichtung der Abteilung und des MPI für medizinische Forschung, das über Expertise aus unterschiedlichen Fachrichtungen verfügt.

 
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