Lead
Die Biologie war schon immer Quell der Inspiration, um innovative Maschinen zu bauen, die neue Möglichkeiten eröffnen. Dies gilt nicht nur für grosse Geräte sondern wie im vorliegenden Projekt auch für Mikroroboter, die neue Anwendungen z.B. in der Medizin ermöglichen sollen und für die das gerichtete Wachstum pflanzlicher Zellen als Vorbild untersucht werden soll.

Lay summary

Pollenschläuche folgen biochemischen Signalen, um schnell und über grosse Distanzen durch Gewebe hindurch zu ihrem Ziel zu gelangen und dort die Spermien freizusetzen. Damit haben sie Eigenschaften, die in der Medizin von grosser Bedeutung sein könnten, wie z.B.  das gerichtete Wachstum zu einer Signalquelle hin und die gezielte Freisetzung von Substanzen am Zielort. Wir untersuchen hier die mechanischen und biochemischen Grundlagen des Pollenschlauchwachstums, um zu verstehen, wie Pollenschläuche durch biochemische und mechanische Stimuli gesteuert werden und deren «Entladung» am Zielort ausgelöst wird. Dies erfordert neue Methoden zur präzisen, lokalen Manipulation von wachsenden Pollenschläuchen sowie neue Geräte zur Messung von lokalen Veränderungen der Zellwandelastizität, die das Wachstum von Pollenschläuchen steuern. Aus den Resultaten des Projekts erwarten wir neue Impulse und Konzepte für den Bau von sogenannten «Soft Robots», die autonom ihr Umfeld wahrnehmen, zu einem bestimmten Ziel im Gewebe wachsen und dort Interventionen vornehmen.

Wir bearbeiten damit eine biologische Grundlagenfrage aus den Blickwinkeln der Ingenieurwissenschaften und der Molekular- und Zellbiologie. Die Kombination dieser Disziplinen führt nicht nur zu neuen Erkenntnissen in der pflanzlichen Reproduktionsbiologie, sondern auch zur Entwicklung neuer Messtechniken und mikromechanischer Methoden. Schliesslich liefert das Projekt eine Vision, wie «Soft Robots» für Anwendungen in der Medizin konstruiert werden könnten.