Prof. a.D. Dr. Eberhard Neumann (Prof. h.c. Drs. h.c.)
Tel.: +49 521-1062053, Fax: +49 521-1062981
Universität Bielefeld, Fakultät für Chemie, Physikalische Chemie III (Bio-PC)
Postfach: 10 01 31, D - 33501 Bielefeld
E-mail: eberhard.neumann@uni-bielefeld.de
Forschungsgebiet:
Physikalische Chemie der biologischen Elektrizität und biotechnologische Anwendungen elektrischer Pulse, auch in der Tumor- und Gen-Therapie
| Von der Grundlagenforschung der physikalischen Chemie zur labortechnischen Anwendung in der Zellbiologie und Biotechnologie. (1) Einzelzellen (links) des Mikroorganismus Dictyostelium discoideum (Schleimpilz), die zu lebensfähigen, noch chemotaktisch aktiven (2) Großzellen (mitte) elektrofusioniert wurden. (3) Elektroporatoranlage (rechts). |
Zum Forschungsthema Biologische Elektrizität
"Ohne Elektrizität kein Leben", Aharon Katchalsky (1914-1972), Biophysiker und Humanist.
- Die Membranen biologischer Zellen sind ausnahmslos Träger elektrischer Potentialdifferenzen, typisch (ca. 100 mV, entsprechend einer Feldstärke von 100 kV/cm bei 10 nm Membrandicke).
- Eine Reihe lebenswichtiger Vorgänge wie die Nervenerregung, synaptische Neurotransmitter-Ausschüttung, Muskelkontraktion oder Photosynthese sind direkt an Membranen gebunden. Die zugrunde liegenden molekularen Prozesse sind chemisch und elektrisch gesteuert.
- Zur Untersuchung der durchweg schnellen elektrisch-chemischen Elementarprozesse werden elektrische und elektrooptische Methoden und Apparaturen weiterentwickelt, mit denen schneller Ionentransport durch Membranen, schnelle Strukturänderungen in Makromolekülen und Lipid/Protein-Membranen, sowie elektromechanische Verformungen von Zellen und Lipidvesikeln im Zeitbereich von Nanosekunden bis Sekunden in hohen elektrischen Feldern (100 kV/cm) gemessen werden können.
- Eine vielversprechende technische Anwendung von Hochfeld-Pulsen ist die reversible elektrische Permeabilisierung von Zellmembranen. Mit dieser von uns entwickelten, Elektroporation genannten Methode werden in der Zellbiologie und Gentechnologie Wirkstoffe und Fremdgene (DNA) in Zellen eingeschleust (Elektrotransfektion). Seit kurzem wird die Membran-Elektroporation weltweit benutzt, um hochverdünnte Chemotherapeutika in Haut-Tumoren einzubringen; die klinischen Heilerfolge sind überdurchschnittlich gut.
Biographie in der Fakultätsbroschüre 2005:
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Last Update: Sergej Kakorin, August 2006
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