Plattner Abenteuer Zellbiologie - Streifzüge durch die Geschichte

2. Auflage 2023
ISBN: 978-3-662-66740-8
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 621 Seiten, eBook

Helmut Plattner nimmt Sie mit auf eine Zeitreise, die die Entwicklung der Zellbiologie von der Erfindung des Mikroskops bis in unsere Zeit mit ihrem rasanten Fortschritt und zahlreichen Nobelpreisen nachzeichnet. Neben seiner langjährigen Lehrerfahrung schöpft er v. a. daraus, dass er oft als Gast oder sogar Akteur Teil dieser Entwicklung war. Modellorganismen von unterschiedlichem evolutionärem Niveau waren wichtige Hinweisgeber für Problemlösungen, besonders auch unter Einbeziehung neuer Methoden einschließlich der Molekularbiologie. Der Text ist verständlich geschrieben, zieht anschauliche Vergleiche und bietet Ihnen Anknüpfungspunkte durch bekannte Krankheiten (z. B. die Thematik Malaria und Sichelzellanämie) und prominente Namen. Zahlreiche anschauliche Abbildungen runden den Text ab.

Zielgruppe

Professional/practitioner

Autoren/Hrsg.

Plattner, Helmut

Inhaltsverzeichnis

1 Aufbruch zu neuem Denken und Fragen, die sich uns im Rückblick stellen1.1 Frühe Nutzanwendungen förderten den Fortschritt1.2 Was man sich im Rückblick alles fragt – eine Vorwegnahme2 Die frühe Mikroskopie zeigte den zellulären Bau aller Organismen2.1 Die Urväter der Zellbiologie2.2 Die Großväter und Väter der Zellbiologie – Aufbruch in die Moderne2.2.1 Bakterien – eine frühe Herausforderung der Zellbiologie2.2.2 Neue wissenschaftliche Gesellschaften wurden gegründet2.2.3 Bakterien waren auch noch eine Herausforderung für die frühe Elektronenmikroskopie2.2.4 Eine moderne Weichenstellung in der Bakteriologie2.3 Unsere Körperzellen2.4 Beispiele für frühe Ansätze zu modernen Methoden, Korrekturen alter Ansichten, rezente Entwicklungen und neue Überheblichkeiten2.5 Persönlicher Aufbruch zur Zellbiologie3 Bakterien und Protozoen als Krankheitserreger: Segen und Fluch früher Entdeckungen3.1 Seuchen: Zellbiologie zwischen Erfolg und Resignation3.2 Bakterien als Krankheitserreger: von ihrer Entdeckung bis zu heutigen Entwicklungen3.3 Pathogene Protozoen3.4 Biologische Waffen4 Entdeckung von zellulären Innenstrukturen, Funktionen und Dynamik der Zelle4.1 Das Elektronenmikroskop hilft, zellbiologische Probleme zu lösen4.2 Lichtmikroskopie: stetig verbesserte Auflösung auch für dynamische Prozesse4.3 Elektronenmikroskopie für funktionelle Analysen4.4 Organell- und membranspezifische Färbemethoden4.4.1 Eine Vielfalt an weiteren organellspezifischen Markierungsverfahren4.4.2 Gruppenspezifische Markierungen4.4.3 Spätere Entwicklungen4.5 Immunologische Techniken unterstützen die Zellbiologie4.5.1 Meerrettich oder Gold – das war einmal die Frage4.5.2 Wie es weiterging4.6 Radioaktivität in der Zellbiologie4.7 Neue „Highlights“: molekularbiologische Markierungen (optogenetische Methoden)4.8 Kryomethoden: aussagekräftige Alternativen für die Analyse der dynamischen Zellstruktur4.8.1 Zeitlich aufgelöste Elektronenmikroskopie – gibt es das?4.9 Rückblick und einige weitere Entwicklungen in der mikroskopischen Technik5 Zelluläre Membranen. Die Zellmembran: Umschlagplatz für Stoffe und Information5.1 Frühe Einsichten5.2 Eine mit Proteinen bestückte Lipiddoppelschicht als Grundstruktur von Biomembranen5.3 Elektrophysiologische Aspekte der Membranstruktur und -funktion5.4 Komplexität der Membranproteine und ihre Mobilität5.4.1 „Fluid mosaic model“ (Flüssig-Mosaik-Modell) der Biomembranen und ihre Proteine5.4.2 Oberflächenglykosylierung der Zellmembran5.4.3 Biogenese der Glykokalyx5.4.4 GPI-verankerte Proteine5.5 Zell-Zell- und Zell-Matrix-Verbindungen5.5.1 Weitere Details zu Zell-Zell-Verbindungen in nichtneuronalem Gewebe5.5.2 Entdeckung von Cadherinen, Integrinen, neuronalen NCAMs und Bindekräfte. Fehlanzeige bei Pflanzen5.5.3 Neuronale Zell-Zell-Verbindungen5.6 Membran-Mikrodomänen5.6.1 „Rafts“: Sein oder Nichtsein – das war die Frage5.6.2 Zwei Formen von Mikrodomänen5.6.3 Caveolae5.6.4 Flache Mikrodomänen im Vergleich mit Caveolae5.7 Stoffaustausch5.7.1 Ionen- und Wassertransport5.7.2 Transport von Aminosäuren5.7.3 Freier Durchtritt oder Kontrolle durch Membranporen6 Der Zellkern als Kommandozentrale. Modulation von „Befehlen“ bei der Umsetzung6.1 Historischer Rückblick: ein Start mit Hindernissen mit Nachwirkung uralter Vorurteile6.2 DNA ab orgine – wie sie als Erbträger entdeckt wurde6.2.1 Aufbruch in die Moderne6.3 Strukturelle und funktionelle Organisation des Zellkerns6.3.1 Perlenketten aus Chromatin6.3.2 Die Monotonie der Struktur des Genoms6.3.3 Abbildung von DNA und von DNA–Protein-Komplexen6.4 Der Randbereich des Zellkerns im Fokus6.5 Kernmembran mit Kernporen: Stoffaustausch zwischen Cytosol und Zellkern6.6 Wer „sagt“ dem Kerngenom, was zu tun ist – Befehle an den Befehlshaber?6.7 Das Geschlecht ist im Zellkern einer jeden unserer Zellen festgelegt6.8 Ein paar Worte zu Nukleolus, Telomeren und Ribozymen6.8.1 Der Nukleolus – eine Ansammlung von Synthesewerkzeugen6.8.2 Telomerasen – Werkzeuge zur Wahrung der Integrität der Chromosomen6.8.3 Ribozyme – eine Provokation für althergebrachte Ansichten zur Biokatalyse durch Proteine6.9 Umsetzung von „Befehlen“ aus dem Zellkern und das zentrale Dogma der Molekularbiologie6.9.1 Gelockerte Stringenz als Teillösung für hohe Komplexität6.10 Moderne Methoden der Genetik in der Zellbiologie6.10.1 Restriktionsenzyme und rekombinante (heterologe) Expression von Proteinen6.10.2 Eine neue Vielfalt molekularbiologischer Methoden in Zellbiologie und Medizin6.11 Genaue Zielansprache im Genom ist gefragt6.11.1 Die moderne Gentechnik eröffnet enorme Chancen für die Medizin7 Wie man Zellen in ihre Bestandteile zerlegen kann7.1 Techniken zur Isolierung von Organellen7.2 Isolierung von Molekülen8 Biogenese verschiedener Zellorganellen8.1 Das endoplasmatische Retikulum: Proteinsynthese und Entgiftungsfunktion8.2 Apparato reticolare interno – der Golgi-Apparat: ein schwieriges Objekt bis in die Gegenwart8.3 Mitochondrien und Plastiden (Chloroplasten)8.3.1 Mitochondrien8.3.2 Plastiden8.3.3 Import mit „Verkehrskontrolle“8.3.4 Ein Beispiel zum Zusammenspiel zweier Genome – wie Pflanzen ergrünen8.3.5 Teilung von Organellen8.4 Peroxisomen8.5 Späte Einsichten in Sonderfälle: Fetttropfen- und Biogenese des Golgi-Apparates bei  der Zellteilung8.5.1 Ein neuer Blick auf die Biogenese von Fetttropfen8.5.2 Biogenese des Golgi-Apparats bei der Zellteilung8.6 Cilien und Flagellen9 Dynamik intrazellulärer Prozesse: Gleitschienen, Zugstränge und gezielte „Paketzustellung“9.1 Signale für die Zielgebung und Lokalisierung von Proteinen9.1.1 Zusammenfinden von Untereinheiten zu einem funktionellen multimeren Protein9.1.2 Ko-Assemblierung von cytoskelettalen Elementen: Filamente und Tubuli9.1.3 Zielführung zu bestimmten Membranen9.2 Posttranslationale Modifikationen zur Zielfindung9.3 Qualitätskontrolle und Einbau von Proteinen in die Membran9.3.1 Chaperons – die „Anstandsdamen“: Wohlbehütete Proteindynamik auf molekularem Niveau9.3.2 Konfiguration von Proteinen in der Membran9.4 Zielfindung von Proteinen auf der Schiene raues endoplasmatisches Retikulum???Golgi-Apparat und darüber hinaus9.4.1 Raues endoplasmatisches Retikulum9.4.2 Glykosylierung von Proteinen im endoplasmatischen Retikulum und im Golgi-Apparat9.4.3 Lysosomen und Exocytosevesikel entspringen dem trans-Golgi-Netzwerk9.4.4 GTPasen vermitteln zielgenauen Membrantransport9.4.5 Die Ansäuerung des Vesikellumens mit ihren Konsequenzen9.5 Reise vom und zum Mittelpunkt der Zelle: ein System von Gleitschienen an die Peripherie9.5.1 Das Gleitschienensystem für den Vesikeltransport9.5.2 Weitere Regulationsmechanismen für den An- und Abtransport von Vesikeln an die und von der Zellmembran9.5.3 Motorproteine Kinesin und Dynein9.6 Exocytose – Paketlieferung an die Zellmembran9.6.1 Ablauf des Transports von Sekretvesikeln an die Zellmembran9.6.2 Selbstassemblierung von Exocytoseorten9.6.3 Stimulus-Sekretions-Kopplung9.6.4 In-vitro-Systeme für die Exocytose9.7 Das lange Rätselraten über den Mechanismus der Membranfusion – ein langes Vorspiel9.8 Dock- und Fusionsproteine9.9 Endocytose9.10 Exocytose-Endocytose-Kopplung9.11 Molekulare Filter9.11.1 COPs – die Coatomer-Proteine als Membranfilter9.11.2 Clathrinbeschichtete Vesikel9.12 Phagocytose9.13 GPI-verankerte Proteine als Spezialfall9.14 Intrazelluläre Filamente9.14.1 Intermediärfilamente9.14.2 Aktin und Aktin-Bindeproteine9.14.3 Anbindung an Zelladhäsionsmolekülen9.15 Wanderung immer der Nase nach: Chemotaxis9.15.1 Zielfindung in nichtneuronalen Systemen9.15.2 Zielfindung in neuronalen Systemen10 Extra- und intrazelluläre Signalgebung: Wahrnehmung, Verstärkung und Umsetzung10.1 Elektrische Signale mit und ohne Zweitboten und Ca2+ als Zweitbote10.2 Kleine organische Moleküle (Metaboliten) als Zweitboten10.3 Flexible Ca2+-Signalgebung und Nachweismethoden10.3.1 Intrazellulärer Nachweis von Ca2+ und Registrierung seiner Dynamik10.3.2 Elektrophysiologische Methoden10.3.3 Röntgenfluoreszenz-Mikroanalyse10.3.4 Korrelative Analysen10.4 Calciumsensoren dienen der Signalvermittlung, als Effektoren und zur Beendigung der Stimulation10.4.1 „High affinity/low capacity“ Ca2+-Bindeproteine10.4.2 „Low affinity/high capacity“ Ca2+-Bindeproteine10.4.3 Ca2+-Pumpen10.4.4 Ein Seitenblick auf die systemische Regelung der Ca2+-Homöostase10.5 Steroidhormone und weitere Primärboten10.6 Weitere niedermolekulare Verbindungen als neuronale Primärboten10.7 Proteine und Peptide als Primärboten und Signaltransduktion über G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) – eine vertiefte Übersicht10.7.1 Allgemeine Erörterungen10.7.2 Das Prinzip der Signaltransduktion über G-Protein-gekoppelte Rezeptoren und Ca2+10.8 Man glaubte es anfangs nicht: Hormone zur Steuerung und Freisetzung von Hormonen10.9 Die fokale Adhäsionskinase – Signalgeber auch an unerwarteter Stelle10.10 Stickoxid (NO) als Signalmolekül – eine erstaunliche Geschichte11 Energieversorgung der Zelle: Frühe Erfindung von Turbine und ATP als Einheitswährung11.1 Prinzipielle Voraussetzungen: Offene Systeme im Fließgleichgewicht und die Gesetze der Thermodynamik11.1.1 Was die Zelle stetig zu regeln hat11.2 Eine kurze Übersicht: Woher bezieht die Zelle ihre Energie?11.3 Eine lange Vorgeschichte: Einsichten in kleinen Portionen11.4 Tiefere Einsichten kamen erst im 20. Jahrhundert11.4.1 Energetik der Mitochondrien11.4.2 Disput zwischen Biochemikern und Elektronenmikroskopikern11.4.3 Energetik der Chloroplasten11.5 Ergebnisse aus neuerer Zeit11.5.1 Erkenntnisse aus der molekularen Elektronenmikroskopie11.5.2 Unerwartete Befunde11.6 Nachlauf in jüngster Zeit und Rückblick12 Selbstreproduktion: Zellteilung, Krebs, Stammzellen und Epigenetik12.1 Der Zellzyklus aus historischer Sicht: frühe Einsichten in ein komplexes Geschehen12.2 Ablauf der Mitose: alte und neue Erkenntnisse im Einklang12.3 Reduktionsteilung: auch hierzu gibt es rezente Erkenntnisse12.4 Neue Ansätze aus der Molekularbiologie – ein kurzer Überblick12.5 Ein erster Blick auf Stammzellen12.5.1 Rückblick: Die normale Entwicklung einer befruchteten Eizelle und langwährende Mythen12.5.2 Jenseits von Mythen: Entwicklung ab ovo12.6 Stammzellen und Vorläuferzellen: Ersatzteillager und Material für gentechnische Medizin12.6.1 Die Atombombe und die Stammzellen unseres Gehirns12.7 Einige Bemerkungen zum Phänomen Krebs12.8 Es muss nicht immer Krebs sein: Evolutive Umprogrammierung am Beispiel von Giftdrüsen12.9 Epigenetik – ein neues Feld der Zellbiologie12.9.1 Gibt es eine transgenerationale Epigenetik?12.9.2 Ciliaten als Modelle für Epigenetik12.9.3 Tatort Säugetiergehirn: Epigenetik der Prionproteine12.9.4 Rückblick auf pathogene Effekte fehlgefalteter und falsch geschnittener Proteine13 Einige Bemerkungen zum Abbau von Zellbestandteilen: kleine und große „Müllverbrennungsanlagen“13.1 Das „Falsche“ entdeckt und mit dem Nobelpreis geehrt: Die ungewollte Entdeckung der Lysosomen13.1.1 Biochemie und Strukturanalyse im fruchtbaren Wechselspiel13.1.2 Autophagie hat mit dem Konzept der „Selbstmordköfferchen“ begonnen13.1.3 Autophagie – Umbau bei laufendem Betrieb13.2 Abbau extrazellulärer Proteine13.3 Rezente Einsichten in die Autophagie13.3.1 Die Atg-Proteine, „Triple-A-ATPase“ und ESCRT-Proteine als Schlüsselakteure13.3.2 Autophagosomen – späte Einsicht in die Biogenese sehr variabler Organellen13.4 Proteasomaler Abbau und Beseitigung normaler und pathogener Proteine13.5 Apoptose (programmierter Zelltod)14 Erkenntnisse zu und aus Krankheiten. Eukaryotengifte als Impulsgeber für die Zellbiologie14.1 Chromosomenanomalien bzw. Aneuploidien und Genschäden14.2 Störungen an Cilien und Flagellen – mit Folgen für Embryonalentwicklung und Gesundheit14.3 Weitere genetische Störungen durch Mutationen, Deletion oder Genverlängerung14.3.1 Mutationen in Hämoglobin, Glykogenstoffwechel und Muskeldystrophie14.3.2 Mutationen im Bindegewebe14.3.3 Störungen im Aktinfilamentsystem14.3.4 „Konformationskrankheiten“ und Störungen in der Sauerstoffentgiftung – ALS14.3.5 Genexpansion14.3.6 Lysosomal bedingte Krankheiten14.3.7 Störungen der Kernlamina (Progerie) und das Phänomen des Alterns14.3.8 Zell-Zell-Verbindungen14.3.9 Peroxisomale Störungen14.4 Störungen in den (semi-)autonomen Organellen14.5 Rezente Volkskrankheiten14.5.1 Alzheimer-Krankheit14.5.2 Parkinson-Krankheit14.6 Protoonkogene und onkogene Viren14.7 Lobpreisung von Eukaryotengiften – Geschenke für die Zellbiologen14.7.1 Toxine, die gegen das Cytoskelett gerichtet sind14.7.2 Antikonzeptiva und Abortiva aus zellbiologischer Sicht14.7.3 Lob und Tadel für Mutterkornalkaloide und ähnliche Psychedelika14.8 Aus der Natur ins Zelllabor: Kanalhemmer, Pfeilgifte und weitere Gaben der Natur14.8.1 Vorwissenschaftliche Anläufe: die Signaturenlehre des Mittelalters14.9 Spätere Anläufe zu vertieftem Verständnis von „Gaben“ der Natur in der Zellbiologie14.9.1 Effekte auf Ionenkanäle14.9.2 Effekte auf Ionenpumpen/Transporter14.9.3 Pfeilgifte und Ziele für Giftpfeile14.10 Toxine, Zivilisation und Zellbiologie14.10.1 Suchtgifte aus der Natur und Zellbiologie – wie geht das zusammen?14.10.2 Weitere Toxine, die aus der Sicht von Zivilisation und Forschung wichtig sind14.10.3 Schmerzwahrnehmung und Anästhesie15 Infektiöse Agenzien: Viren, Bakterien, niedere Pilze und Protozoen15.1 Die Vielfalt von Viren, Viren als Pathogene und Entwicklungshelfer15.1.1 Ein akuter Fall: die 2020er-Corona-Pandemie durch Viren mit einzelsträngiger RNA15.1.2 Impfungen: Antikörper „neutralisieren“ die Oberfläche von pathogenen Bakterien und Viren15.2 Cytopathologische Effekte von Viren15.3 Viren als Werkzeuge in der Zellbiologie15.4 Pathogene Bakterien und Bakterienpathogene15.4.1 Schädigend bis letal, aber von relativ geringem Nutzen für die zellbiologische Grundlagenforschung15.4.2 Gefährlich, aber nützlich für die zellbiologische Grundlagenforschung15.4.3 Bakterien als Experten in Sachen Eukaryotenzelle und Bakterien „undercover“15.4.4 Resistenzen – ein latentes und akutes Problem15.5 Pathogene Protozoen: Plasmodien und Trypanosomen im Fokus15.6 Mikrobielle Antibiotika – eine Fundgrube für Zellbiologie und Medizin15.6.1 Antibiotika in der zellbiologischen Grundlagenforschung15.7 Antihelminthika – Drogen gegen Wurminfektionen15.8 Von Menschen erfundene Toxine und wirkungslose Pharmaka16 Die energetisch autonome Pflanzenzelle. Ähnliche Probleme mit unterschiedlichen Lösungen bei Tieren und Pflanzen16.1 Vesikeltransport über den Golgi-Apparat und darüber hinaus16.2 Die moderne Zellbiologie der Pflanzen profitierte von Erkenntnissen an tierischen Zellen16.2.1 Vesikeltransport16.2.2 Exocytose und Endocytose trotz starrer Zellwand? „Immunbiologie“ der Pflanzen16.3 Die Zellwand16.4 Fetttropfen und Oleosomen16.5 Alternative zu tierischen Gap Junctions (Plasmodesmen) und parasitäre Interaktionen16.6 Ionenhomöostase und Entwicklung von Kulturpflanzen16.6.1 Calcium – notwendig, aber oft zu viel des Guten für die Pflanzenzelle16.6.2 Als Pflanzen an Land gingen: Die Ionenregulation war noch mehr gefordert16.6.3 Pflanzenneurobiologie – was sollte das aus zellbiologischer Sicht sein?16.7 Weitere Besonderheiten der Pflanzenzelle16.7.1 Speicherung von Kohlenhydraten16.7.2 Pflanzenhormone und epigenetische Effekte16.7.3 Was Pflanzenzellen nicht haben 17 Ansichten zur Evolution der Zelle im Wandel der Zeit – vom Ursprung zur Vielfalt17.1 Ansichten zur präbiotischen Evolution und zur Bildung der ersten Zellen17.1.1 Wie die ersten Zellen entstanden sein könnten: Am Anfang war … der dialektische Materialismus17.1.2 Gab es die Ursuppe gar nicht, nicht einmal ein dünnes Ursüppchen?17.1.3 Innovative Ideen17.2 Evolution der Eukaryotenzelle und ihre Entfaltung17.2.1 Der letzte gemeinsame Vorfahr aller Zellen17.2.2 Vom Bakterium zum letzten gemeinsamen Eukaryotenvorfahren17.2.3 Das Leben wurde immer komplexer, bei Tieren wie bei Pflanzen17.3 Sexualität – eine alte Erfindung17.4 Was die Eukaryotenzelle sonst noch erfunden hat17.4.1 Evolution von Zelladhäsion und Vielzelligkeit17.4.2 Die Zellteilung als eine weitere Herausforderung17.4.3 Weitere Errungenschaften: Signalgebung, Transportprozesse und Ionenhomöostase17.5 Sauerstoff in der Atmosphäre – Gefahr und Chance17.6 Evolution von Mitochondrien und Chloroplasten – alte Hypothesen glänzend bestätigt17.6.1 Chloroplasten der höheren Pflanzen sind jünger als Mitochondrien17.6.2 Weitere freundliche Übernahmen17.6.3 Der Hang zum Zentralismus und seine Folgen: komplizierte Importgeschäfte17.6.4 Phytohormone: Rückblick aus evolutiver Sicht17.7 Evolution weiterer Organellen, Organellkomponenten und Motorproteine17.7.1 Evolution von Peroxisomen17.7.2 Molekulare Motoren und Konformationsänderung von Proteinen mit Energiegewinn und Energieverbrauch17.8 Die komplexe Geschichte vom Calcium – wieder eine Ummünzung eines Nachteils zum Vorteil17.9 Was haben Humanbiologie und Evolution des Menschen mit Zellbiologie zu tun?17.10 Evolution höherer geistiger und emotionaler Fähigkeiten: die zellbiologische Perspektive17.10.1 „Der Geist fiel nicht vom Himmel“17.10.2 Wissen und Kombinieren – kodierte Daten und deren Kombination17.10.3 Zunahme der Zellzahl und des Genoms, Variation und Modifikation der Transkripte17.10.4 Transkriptionsfaktoren trieben die Evolution an17.10.5 Umfunktionierung von Genprodukten im Laufe der Evolution (Neofunktionalisierung)17.10.6 „Abfall“ als neuer Schlüssel zu höherer Komplexität17.11 Neue Methoden, neue Daten und neues Denken über das Denken18 Rundumblick aus der Warte der Zellbiologen18.1 Praktische Nutzbarkeit – ein Erfolgskriterium? Sind Modellsysteme passé?18.2 Falsche Propheten: Kritik an Pharmafirmen und Auftragsgutachten18.3 Seitenblicke – der Wert hochdotierter Forschungspreise18.4 Unschärfe als Prinzip: Praktische Erwartungen und Forderungen18.4.1 Unschärfe zellbiologischer Prinzipien18.4.2 Praktische Erwartungen und Forderungen

Über Autor(innen)

Helmut Plattner studierte von 1959-1965 an der Universität Innsbruck Biologie, mit den Nebenfächern Chemie, Physik und Philosophie. Er wurde an der Universität Innsbruck mit einer experimentellen Arbeit auf dem Gebiet Strahlenbiologie zum Dr. phil. promoviert. Nach einer kurzen Assistentenzeit ging er von 1965-1968 als "PostDoc" (Research Fellow) an die Cornell University, Ithaca (New York), kehrte 1970 wieder kurz an die Universität Innsbruck zurück, um dann von 1971-1975 am Institut für Zellbiologie der Medizinischen Fakultät der Universität München zu arbeiten. In dieser Zeit hat er sich 1974 im Fach Zellbiologie an der Universität Innsbruck habilitiert. Es folgte 1977 eine Zeit als "PostDoc" am Centre National de Recherche Scientifique in Gif-sur-Yvette nahe Paris und ein Aufenthalt an der Universität Innsbruck bis zur Berufung auf den Lehrstuhl für Zellbiologie an der Universität Konstanz, den er von 1978 bis 2006 führte. Hier forschte er an der Sekretionssteuerung im Protozoon Paramecium tetraurelia (Ciliaten, Alveolata) sowie an neurosekretorischen und neuronalen Zellen, auch unter Einsatz neuentwickelter Methoden. Er lehrte Zellbiologie und Histologie und war 1981/82 und 1992/93 Dekan der Biologischen Fakultät. Von 1984 bis 1986 war er Präsident der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie. 1985 und 1992 organisierte er große Kongresse mit 750 bzw. über 500 Teilnehmern für die Gebiete Elektronenmikroskopie (Internationale Dreiländer-Tagung) bzw. Zellbiologie. An Forschungspreisen erhielt er 1969 den "Theodor Körner Preis" des österreichischen Bundespräsidenten, 1971 den Forschungspreis der Pharmafirma Sandoz und 1977 sowie 1980 den Forschungspreis der Pharmafirma Höchst. In den 1990er Jahren war er zeitweise als Gastprofessor am Instituto de Biofísica der Universidad Federal do Rio Do Janeiro tätig. Bis 2006 forschte er an der Universität Konstanz mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft, in der letzten Zeit überwiegend zu den Themen intrazellulärer Vesikelverkehr und intrazelluläre Signalübertragung. Die Arbeiten mit Protozoen ergaben letztlich auch Kontakte und Publikationen mit brasilianischen und US-amerikanischen Kollegen, die an verwandten pathogenen Protozoen arbeiten (Malaria- und Toxoplasmose-Erreger aus der Gruppe der Apicomplexa, Trypanosomen). Darüber hinaus liefen Kooperationen mit Kollegen der Neurobiologie über Membran-Mikrodomänen und Prion-Protein. Verschiedentlich wurden Arbeiten in führenden Fachjournalen veröffentlicht, u.a. im Journal of Cell Biology (Rockefeller University Press (N.Y.), Nature (London), National Academy of Science USA, Proceedings of the Royal Society Cambridge etc. Insgesamt wurden die über 265 Publikationen über 10.000-mal in der Fachliteratur zitiert. Der Autor ist Herausgeber mehrerer Bücher über zellbiologische Spezialgebiete sowie Erstautor eines Einführungs-Lehrbuches für das Fach Zellbiologie, das auch in mehrere Sprachen, u.a. in Chinesisch, übersetzt wurde. Er ist Mitherausgeber (Associate Editor) von Journal of Eukaryotic Microbiology.