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Wir untersuchen Motorproteine auf verschiedenen Ebenen, angefangen bei Einzelmolekülexperimenten mit Kinesinen von Xenopus, Drosophila, Hefen und Fungi, bis hin zu den komplexen physikalischen Funktionen der mitotischen Spindel in der Zellteilung.

Wir interessieren uns für die mechanischen Eigenschaften und die aktive Dynamik der polymeren Proteinnetzwerke des zellulären Zytoskeletts. Durch das Studium von in vitro Modellsystemen zunehmender Komplexität streben wir nach einem quantitativen Verständnis zellulärer Materialien.

Wir konzentrieren uns auf Kräfte in Zellen: wie Zellen Kraft ausüben, wie sie Kräfte messen, wie Kraft in Zellen übertragen wird und wie Zellen auf Kräfte reagieren. Wir arbeiten mit Fibroblasten, Knochenzellen, Endothelzellen und Stammzellen und benutzen Fluoreszenzmikroskopie, Mikrorheologie und optische Fallen.

Wir benutzen hauptsächlich atomare Kraftmikroskopie, um die außergewöhnlichen mechanischen und dynamischen Eigenschaften von Mikrotubuli zu messen. Mikrotubuli sind biologischen Nichtgleichgewichts-Nanostrukturen mit vielfältigen Aufgaben in der Zelle.

Wir studieren die physikalischen Eigenschaften von extrem einfach konstruierten, aber trotzdem hochfunktionalen Viruspartikeln, hauptsächlich mit atomarer Kraftmikroskopie. Virushüllen selbstassemblieren in regelmäßige kristalline Strukturen, die extremen Herausforderungen trotzen können.

Nukleinsäuren tragen die genetische Information, aber sind ebenso Substrate für komplizierte Motorproteine. Darüberhinaus eignet sich DNA als Konstruktionsmaterial. Wir untersuchen einfache Bausteine, z. B. Tetraeder, die aus DNA selbstassemblieren.

Weiche Materie, geformt aus Kolloiden und Polymeren, spielt eine zentrale Rolle in der Biologie, aber auch als technisches Material. Wir untersuchen die dynamischen Eigenschaften von kolloidalen Systemen, wie z.B. Gläsern aus harten Kugeln oder Suspensionen von Kohlenstoff-Nanoröhren, und die von synthetischen Polymeren, wie z.B. wurmartigen Mizellen, hauptsächlich mit Hilfe der Mikrorheologie.

Wir sind stark engagiert in der Entwicklung und Weiterentwicklung neuer experimenteller Techniken. Im Zentrum stehen optische Fallen und atomare Kraftmikroskopie, daneben hochauflösende Lichtmikroskopie, Einzelmolekül-Fluoreszenzmikroskopie und Mikrorheologiemethoden.