Mathematik

Mathematik und Muskeln: Rechnen für die Grundlagenforschung in der Biologie

USCHI SORZ | aus HEUREKA 5/15 vom 04.11.2015

Was passiert in den Muskeln, wenn wir sie anspannen? Warum können wir Fäuste ballen? Solche Fragen kann die Biomathematik unterstützen. "Je mehr man über die Mechanismen weiß, desto effizienter kann man an erfolgversprechenden Therapien arbeiten", sagt Gudrun Schappacher-Tilp, Mathematikerin an der Uni Graz. "Etwa für Krankheiten wie Zerebralparese oder dilative Kardiomyopathie." Im Rahmen eines Hertha-Firnberg-Stipendiums forscht die 39-Jährige an strukturellen Modellen zur Muskelkontraktion.

Beim Untermauern oder Widerlegen von Hypothesen spielen mathematische Modelle eine wichtige Rolle. "Wir können die Eigenschaften von Proteinen abbilden, eine hypothetische Interaktion hinzufügen und das Ergebnis mit jenen aus den Experimenten vergleichen", verdeutlicht Schappacher-Tilp. "Stimmen Theorie und Praxis überein, ist das ein guter Indikator dafür, dass die Annahmen der Biologen richtig sind." Aus der Modellierung physiologischer Vorgänge ergeben sich zudem mathematische Fragen, die für die Weiterentwicklung des eigenen Fachgebiets relevant sind.

Ein Forschungsaufenthalt ihres Mannes, eines Sportwissenschafters, in Kanada hatte die Mathematikerin in Kontakt mit dem renommierten Muskelphysiologen und Biomechaniker Walter Herzog gebracht. "Durch eine PostDoc-Stelle an der Uni Calgary konnte ich damals mit ihm zusammenarbeiten", erinnert sie sich. Bis dahin war ihre Mathematikerinnenlaufbahn -ein Doktorat in Funktionsanalysis -neben ihrer hauptberuflichen Tätigkeit in der In-vitro-Diagnostik verlaufen. "Aber nun wollte ich ganz zurück an die Uni und selbstständig forschen." Im Rückblick ein guter Entschluss, so die zweifache Mutter: "Das Gebiet ist extrem spannend und bietet der Biologie völlig neue Ansätze."

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