Forschung Gottfried Schatz Forschungszentrum

Forschungsschwerpunkt Biosensoren für Zellstoffwechsel & Signaling

Teamleiter: Roland Malli

Fokus: An der Core Facility für Bioimaging (ZMF) der Med Uni Graz vereint unser interdisziplinäres Team Expertise aus Molekularbiologie, Zellbiologie, Biochemie, Biophysik und modernster Bildgebungstechnik. Gemeinsam entwickeln wir hochspezialisierte Biosensoren und maßgeschneiderte Live‑Cell‑Imaging‑Pipelines, um komplexe zelluläre Stoffwechsel- und Signalprozesse in Tumorzellen, Neuronen und alternden Zellen in Echtzeit sichtbar zu machen.

Forschungsschwerpunkte:

  • Metabolismus & Energiestress: Wir dekodieren, wie Zellen ihren Energiehaushalt bei Nährstoffmangel anpassen. Phasentrennungs-basierte Biosensoren (SPARKs), neuartige Split Halo Tag basierte Recorder, sowie klassische Biosensoren erlauben uns, zentrale Stoffwechselwege auf Einzelzellebene multiparametrisch aufzulösen.
  • Extrazelluläre Vesikel (EVs): Mit nächsten Generationen von Fluoreszenzsensoren kartieren wir Entstehung, Freisetzung und Aufnahme dieser Kommunikationspakete zwischen Zellen.
  • Subzelluläre Ionen Homöostase: Neuartige, genetisch kodierte Sensoren für K⁺, Ca²⁺ und Fe²⁺ – einschließlich polycistronischer Konstrukte – zeigen uns, wie Ionenflüsse Signalnetzwerke steuern und Zellfunktionen modulieren.

Vernetzung: Med Uni Graz: Wolfgang Graier (Mitochondrien‑Signalgebung & Biosensoren), Helmut Bischof (Biosensor‑Development & Krebsanalyse), Katharina Leithner (Tumorzellstoffwechsel), Andreas Prokesch & Jelen Kristic (Kalorische Restriktion & Metabolismus), Rainer Schindl & Amelie Weinberg (Mg‑Implantate & Zellstoffwechsel), Tobias Madl (Strukturanalysen zur Biosensoroptimierung), Pedro Sánchez Murcia (Molekulardynamik & Computational Design von Sensoren); International: Robert Lukowski (Universität Tübingen – Krebsstoffwechsel & Ionensignaling), Nikolaus Plesnila (LMU München – Neurowissenschaften), Oliver Greisbeck (Max‑Planck‑Institut München – Biosensorengineering), Emrah Eroglu (Medipol Istanbul – Biosensorentwicklung & Live‑Cell Imaging)

Mikroskop - Nogluk/adobestock.com

Methoden & Technologien

  • Biosensordesign
  • Hochauflösende Fluoreszenz­mikroskopie (Widefield, Konfokal, Super‑Resolution)
  • Live-Cell Imaging
  • Multiparametrische Analysen
Zellen - KHF/adobestock.com

Translationale Perspektiven

  • Translational Bioimaging/Drug Screening: Entwicklung neuer Imaging Pipelines mit Hochdurchsatztests basierend auf unseren Biosensoren zur Identifizierung vielversprechende Wirkstoffkandidaten.
  • Metabolic Imaging: High‑Content‑Analysen einzelner Zellen erlauben Rückschlüsse auf Dynamiken im Zellstoffwechsel.

Projekte

Visualizing Extracellular Vesicles with Next Generation Biosensors

  • Entwicklung hochempfindlicher Sensoren zur Echtzeit‑Verfolgung von Vesikeltransport in Tumorumgebungen.

Metabolic Imaging with Phase Separation Based Biosensors („SPARKs“)

Design und Validierung phasentrennungs­gesteuerter Reporter zur Visualisierung von Energiestress in Zellen.

FeReps & IronFist: Fluoreszenz Tools für zelluläres Eisen

Kartierung von Eisenflüssen in Neuronen und Tumorzellen zur Untersuchung von Eisenstoffwechsel und oxidativem Stress.

Advancing Genetically Encoded K⁺ Sensors for In Vivo Imaging

Optimierung kalium­spezifischer Biosensoren für den Einsatz in lebenden Modellorganismen (gefördert durch FWF & DFG Wave).

Core Facility Imaging

Assoz. Prof. Priv.-Doz. Mag. Dr.
Roland Malli  
T: +43 316 385 71420