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En 2014, après l’achèvement de sa thèse à l'Université de Bonn (Allemagne), Charlotte Aumeier intègre le CNRS de Grenoble pour un post-doctorat. En 2018, elle est nommée professeure assistante au sein du Département de biochimie de l’UNIGE.
Ses recherches s'intéressent à la dynamique de croissance des assemblages moléculaires du cytosquelette, avec un accent particulier sur les microtubules. Elle a ainsi découvert que les moteurs moléculaires contrôlent la dynamique de croissance de ces filaments. De plus, elle a démontré qu'une séparation de phase au bout croissant des microtubules permet de condenser la tubuline et d'augmenter la vitesse de croissance des microtubules dans les cellules. Ces réalisations remarquables ouvrent des perspectives de recherche considérable. Lors du LS2 Meeting annuel tenu à l'Université de Lausanne, Charlotte Aumeier a été récompensé par le prix Friedrich Miescher 2024.
Le 1er février 2024, Charlotte Aumeier est nommée professeure associée.