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An­ge­bot 135 von 385 vom 30.03.2021, 22:58

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Cha­rité Ber­lin

Die Klinische Physiologie / Ernährungsmedizin ist Teil der Medizinischen Klinik für Gastroenterologie, Infektiologie und Rheumatologie an der Charité – Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin

Promotionsstelle - Molekulare Architektur von Tight Junctions und parazellulären Ionenkanälen

Auf­ga­ben­be­sch­rei­bung:

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) Strukturelle Bioinformatik: Homologie-Modellierung von Claudinproteinstrukturen, Oligomer-Docking und vor allem Molekulardynamik Simulationen von membraneingebetteten Claudinoligomeren; (b) 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.

Er­war­te­te Qua­li­fi­ka­tio­nen:

Ein sehr gut abgeschlossenes Hochschulstudium der Fächer Biochemie, Bioinformatik, Biologie, Biophysik, Biotechnologie oder einer verwandten Studienrichtung, starkes Interesse an zellbiologischen und strukturbiologischen Fragestellungen und der Wunsch nach Teamarbeit. Erfahrungen in struktureller Bioinformatik oder biochemischen/zellbiologischen Struktur-Funktion Arbeiten sind von Vorteil.

Un­ser An­ge­bot:

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).

Hin­wei­se zur Be­wer­bung:

Bewerbungen und Rückfragen bitte an Priv.-Doz. Dr. Jörg Piontek Tel. 030/450-514535, E-Mail: joerg.piontek@charite.de. 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. Klar et al. , 2017. Paracellular cation permeability due to a rare CLDN10B variant causes anhidrosis and kidney damage. PLoS Genet;13(7):e1006897.doi: 10.1371/journal.pgen.1006897
6. Milatz S et al., 2015. Probing the cis-arrangement of prototype tight junction proteins claudin-1 and claudin-3. Biochem. J. 468(3): 449-458
7. Piontek et al., 2008. Formation of tight junction: determinants of homophilic interaction between classic claudins. FASEB J. 22:146-158