: MATHEMATIK

Leukozyten kriechen auf Füßchen

Christian Schmeiser berechnet, wie sich Abwehrzellen bewegen

Uschi Sorz | aus HEUREKA 6/17 vom 15.11.2017

Wo Experimente an ihre Grenzen stoßen, ist die Mathematik gefragt. "Wenn ich ein fahrendes Auto sehe, weiß ich noch längst nicht, warum es fährt", verdeutlicht Christian Schmeiser die Rolle seines Fachs als Werkzeug für die Naturwissenschaften.

"Und öffne ich die Motorhaube, ist da bloß ein Haufen unbewegter Teile. Wie soll ich verstehen, wie das funktioniert?" Ähnlich sei es in der Zellbiologie. "Ich kann eine eingefrorene, also tote Zelle unter ein Elektronenmikroskop legen und Informationen über ihre Bestandteile und ihren Aufbau bekommen. Wie sie sich bewegt, erfahre ich so aber nicht."

Schmeiser, Professor an der Fakultät für Mathematik der Universität Wien, beschäftigt sich mit mathematischen Modellen für biologische Vorgänge. Seine Berechnungen und die Beobachtungen der Biologen stehen in ständiger Wechselwirkung. In einem WWTF-Projekt in Kooperation mit dem Institute of Science and Technology modelliert sein Team die Bewegungsmuster der weißen Blutkörperchen (Leukozyten).

Leukozyten sind wichtig für die Immunabwehr. Wo immer es Krankheitserreger zu zerstören gilt, kriechen sie hin - und das buchstäblich. Die meisten Zellen bilden Füßchen, die an Oberflächen haften, und ziehen den Körper nach. Leukozyten kommen in einer eingeschränkten Umgebung ohne Anhaftung aus. Dass sie sich so ungewöhnlich weiterschieben, hat man erst kürzlich entdeckt. "Das ist wie beim Eisklettern in einem Kanal mit breiteren und engeren Stellen", so Schmeiser. "Obwohl das Eis keinen Halt bietet, kann man sich mit den Ellbogen hinaufhangeln." Die Bewegung der Leukozyten beginne, sobald etwas Struktur vorhanden ist.

Schmeiser ist fasziniert von "der mathematischen Beschreibung als Konzentration auf die Essenz natürlicher Phänomene". Als völlig eigenständiges Gedankengebäude brauche die Mathematik die Verbindung zur Natur zwar nicht. "Für mich ist die Motivation von außerhalb aber essenziell."

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