Living organisms and in particular cells actively structure their inner world in the nano-dimension. Not only organelles are formed by the cells, but also their direct environment, the extracellular matrix. Recent studies show that electrical potentials are similarly important in the process of adhesion and directed migration. Nanostructured charge patterns may also influence the interactions between cells, tissues and implants used in therapy. Even small differences in the structure of charged molecules can already change the behaviour of cells drastically. Inside the cell, furthermore, very small topographic features are decisive: In ion channels, dimensions of 1/100 nm are essential for their function. Such precise structures are nowadays still a technical challenge. When modelling such cellular “electronics” using chip technology, we can learn a lot from nature’s tricks in cell physiology. / Lebende Organismen und insbesondere die einzelnen Zellen selbst sind Meister in der aktiven Strukturierung auf Nanoebene. So bilden die Zellen nicht nur ihr reichhaltiges „Innenleben“ in dieser Dimension, sondern strukturieren auch ihre direkte Umgebung, den extrazellulären Bereich. Bei der Haftung und gerichteten Bewegung der Zellen scheinen nach neueren Befunden auch elektrische Potenziale und Oberflächenladungen mit Mustern bis „hinab“ auf die Nanoebene eine Rolle zu spielen. Nanostrukturierte Muster von Ladungen können so auch die Wechselwirkung von Zellen und Geweben mit Implantaten beeinflussen. Diese Beobachtungen führen wieder zurück zu den Zellen selbst, die zum Beispiel im Falle von Ionenkanälen mit hundertstel Nanometer Genauigkeit Topographie und Potenziale kontrollieren. Solche Strukturen könnten zukünftig auch über Chiptechnologie modelliert werden – eine Chance, von der Natur zu lernen und dies technisch umzusetzen.

Living organisms and in particular cells actively structure their inner world in the nano-dimension. Not only organelles are formed by the cells, but also their direct environment, the extracellular matrix. Recent studies show that electrical potentials are similarly important in the process of adhesion and directed migration. Nanostructured charge patterns may also influence the interactions between cells, tissues and implants used in therapy. Even small differences in the structure of charged molecules can already change the behaviour of cells drastically. Inside the cell, furthermore, very small topographic features are decisive: In ion channels, dimensions of 1/100 nm are essential for their function. Such precise structures are nowadays still a technical challenge. When modelling such cellular “electronics” using chip technology, we can learn a lot from nature’s tricks in cell physiology. / Lebende Organismen und insbesondere die einzelnen Zellen selbst sind Meister in der aktiven Strukturierung auf Nanoebene. So bilden die Zellen nicht nur ihr reichhaltiges „Innenleben“ in dieser Dimension, sondern strukturieren auch ihre direkte Umgebung, den extrazellulären Bereich. Bei der Haftung und gerichteten Bewegung der Zellen scheinen nach neueren Befunden auch elektrische Potenziale und Oberflächenladungen mit Mustern bis „hinab“ auf die Nanoebene eine Rolle zu spielen. Nanostrukturierte Muster von Ladungen können so auch die Wechselwirkung von Zellen und Geweben mit Implantaten beeinflussen. Diese Beobachtungen führen wieder zurück zu den Zellen selbst, die zum Beispiel im Falle von Ionenkanälen mit hundertstel Nanometer Genauigkeit Topographie und Potenziale kontrollieren. Solche Strukturen könnten zukünftig auch über Chiptechnologie modelliert werden – eine Chance, von der Natur zu lernen und dies technisch umzusetzen.