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Der spezifische Knockdown von RhoA in neonatalen kardialen Rattenfibroblasten führte auf molekularem Level zu einer Reduktion des Myofibroblastenmarkers α-Glattmuskelaktin und zu einem Anstieg im modifizierten acetylierten Tubulin. Auf subzellulärer Ebene konnte ein Verlust von Stressfasern, Aktinstrukturen höherer Ordnung und eine erhöhte Dichte des Golgi-Apparats beobachtet werden. Außerdem waren die Fokaladhäsionen kürzer und zufällig verteilt, was auf einen Verlust der Zellpolarität hinweist. Auf dem zellulären Level erhöhte der Knockdown von RhoA die Zellfläche aber nicht das Volumen. Diese Veränderungen führten zu einer schnelleren Adhäsion unabhängig vom Substrat, eine Reduktion der Migration in 2D und im Gegensatz dazu eine verbesserte Migration durch eine poröse Membran. Außerdem war die mitogene Antwort der Zellen auf einen Serumstimulus stark reduziert. Eine Veränderung in Zellviabilität konnte zudem nicht beobachtet werden. Die Expression und Sekretion des Fibrose-assoziierten Faktors CTGF war in gehungerten Zellen mit einer Reduktion in RhoA Expression signifikant vermindert, was jedoch in der Anwesenheit eines Serumstimulus aufgehoben werden konnte. Auf einer heterogenen multizellulären Ebene verringerte der Knockdown von RhoA die kontraktile Funktion von generierten künstlichen Herzgeweben unter Kalziumstimulation. Dies ging einher mit einer Reduktion der Expression von α-Glattmuskelaktin und Calsequestrin. Durch die Verwendung spezifischer Inhibitoren der Rho-assoziierten Kinase (ROCK) und HDAC6 konnten einige dieser zellulären Veränderungen imitiert und demensprechend einem Effektorprotein zugeordnet werden. Der ROCK Inhibitor Fasudil konnte die morphologischen Veränderungen und die reduzierte Migrationskapazität in Wildtyp-Fibroblasten abbilden, wobei eine Reduktion der Proliferation nach der Verwendung des HDAC6 Inhibitors Tubastatin A beobachtet wurde.

In der heutigen Zeit wie auch in der Zukunft steht die Menschheit vor dem Hintergrund einer rapide steigenden Weltbevölkerung und dem Klimawandel vor vielfältigen gesellschaftlichen Herausforderungen. Die Nanowissenschaften bzw. –technologie stellen hierbei ein aktuelles und bedeutendes Forschungsfeld dar, dem ein signifikanter Beitrag zur Bewältigung dieser Problemstellungen zugeschrieben wird. Ungeachtet ihrer großen Bedeutung in Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft werden Inhalte aus diesem Themenfeld bislang jedoch nur zögerlich in formale und non-formale Bildungszusammenhänge implementiert. Dies eröffnet eine Reihe von Fragestellungen, allen voran ob dieses Thema für eine Vermittlung außerhalb der Universität geeignet ist und auf welche Weise es didaktisch aufgearbeitet werden kann. Anknüpfend hieran soll in der vorliegenden Arbeit zunächst aus verschiedenen Blickwinkeln untersucht werden, welches Potenzial die Nanotechnologie für eine Vermittlung in Schule, Schülerlabor und Hochschule bietet. Hierbei wird herausgestellt, dass die Nanowissenschaften vielfältige Chancen für den Chemieunterricht bieten.  Aufbauend auf diese Grundlage werden anschließend Beiträge zur fachdidaktischen Konzeptualisierung dieses Themenfeldes vorgestellt. Im Rahmen einer didaktischen Rekonstruktion, welche den methodischen Rahmen der Konzeptualisierung bereitstellt, wird hierbei eine Klärung der Sachstruktur vorgenommen, um die elementaren Konzepte für eine Vermittlung herauszustellen. Von ebenso großer Bedeutung sind darüber hinaus die Perspektiven und Präkonzepte von Lernenden und Lehrenden, welche ebenso wie intrinsische und extrinsische Barrieren für eine unterrichtliche Behandlung empirisch erhoben bzw. identifiziert werden sollen.  Die ermittelten fachlichen Konzepte sowie die Perspektiven der Lernenden und Lehrenden werden schließlich miteinander verknüpft, sodass hieraus Leitlinien für die didaktische Strukturierung abgeleitet werden. Auf dieser Basis werden in dem Hauptteil der vorliegenden Arbeit nun in einem zyklischen Design Konzepte, Unterrichtseinheiten, –materialien sowie Lehrangebote für Schulen, Schülerlabore und Lehrer(fort)bildungen entwickelt, praktisch durchgeführt, evaluiert und weiter optimiert. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeit wird dabei systematisch und in Anlehnung an die Basiskonzepte der Chemie erfolgen, um einen optimalen Anschluss an die Bildungsstandards bundesdeutscher Kerncurricula zu gewährleisten.

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