Presseseiten der Forschungsgruppen

Molekulare Strukturbiologie

Zellen live und in 3D

Molekulare Mechanismen der DNA-Reparatur

DNA-Doktoren

Innerhalb einer Zelle läuft die Kommunikation zwischen Zellkern und Zellplasma permanent auf Hochtouren. Ein ausgeklügeltes zelluläres Qualitätsmanagement sorgt dafür, dass dabei keine Fehler auftreten. Die Wissenschaftler um Elena Conti untersuchen, wie der Informationsaustausch funktioniert und wie Fehler aufgespürt und beseitigt werden.

Moderne Hochdurchsatzverfahren produzieren riesige Datenmengen, die in dieser Rohform kaum Informationen über biologische Prozesse liefern. Welches Biomolekül tritt wann und wo in welcher Menge auf? Welche Proteine interagieren? Jürgen Cox entwickelt mit seiner Gruppe „Computational Systems Biochemistry" maßgeschneiderte Software, um anhand biologischer Rohdaten molekulare Signaturen aus Zellen, Geweben und Körperflüssigkeiten zu identifizieren 

Integrine sind Ankerproteine, die in der Zellmembran lokalisiert sind und die Umgebung der Zelle mit dem (Aktin-)Zellskelett verknüpfen. Integrine spielen bei zahlreichen wichtigen Prozessen wie Zellwanderung, Zellteilung oder bei der Blutgerinnung eine essentielle Rolle. Reinhard Fässler und sein Team untersuchen, wie Integrine diese verschiedenen Funktionen realisieren und welche Konsequenzen es für den Organismus hat, wenn Integrine

Erst durch Faltung erhalten Proteine die korrekte Form und können ihre Aufgaben in der Zelle erfüllen. Fehler können zu Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson führen. Wer aber passt auf, dass nichts schief geht? Franz-Ulrich Hartl und sein Team widmen sich der Struktur der beteiligten Moleküle und den zugrunde liegenden Mechanismen.

Nur mit der korrekten Struktur können Proteine ihre Aufgaben in der Zelle erfüllen. Für die richtige Faltung sorgen „zelluläre Anstandsdamen“, die Chaperone. Sie können zudem dabei helfen, Proteine künstlich im Reagenzglas herzustellen. Manajit Hayer-Hartl und ihr Team konnten das Schlüsselprotein der Photosynthese nachbauen.

In jeder Zelle steuern unzählige Proteine komplexe lebenswichtige Prozesse. Jedes Protein übernimmt spezielle Aufgaben, die jedoch durch nachträgliche Modifikation der Proteine verändert werden können. Die Wissenschaftler um Stefan Jentsch untersuchen, wie Proteine in der Zelle für ihre verschiedenen Aufgaben markiert werden.

In Zellen geht es häufig zu wie auf Großbaustellen, wenn hunderte von Molekülen mit unterschiedlichen Funktionen zusammenwirken. Die einzelnen zellulären Akteure und ihre vielschichtigen Interaktionen lassen sich mit Hilfe fluoreszierender Farbstoffe in hoch auflösenden Mikroskopen sichtbar machen - wenn auch bislang immer nur einige wenige zur selben Zeit.

Bis zu 100 Billionen Mikroben leben im menschlichen Darm. Sie sind unverzichtbar für die Gesundheit, Veränderungen in ihrem Verhältnis zum Wirt wurden aber auch mit Krankheiten in Verbindung gebracht. Die Multiple Sklerose ist eines dieser Leiden, wie Gurumoorthy Krishnamoorthys Arbeiten zeigen. Mit seiner Forschungsgruppe “Neuroinflammation und Immunologie der Schleimhaut” spürt er den verantwortlichen Mikroben nach.

Im Gegensatz zur genetischen Ausstattung (Genom) ist die Proteinausstattung (Proteom) eines Organismus nicht für alle Zellen gleich. Auch bei ein und derselben Zelle verändert sie sich sehr schnell. Welche Proteine zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Zelle vorhanden sind, wollen die Forscher um Matthias Mann herausfinden.

Im Katastrophenfall müssen Polizei, Feuerwehr und Rettungsdienste kooperieren, um ihre Maßnahmen abzustimmen. Ähnlich eng verzahnt laufen Immunreaktionen im Körper ab, wenn Infektionen mit maßgeschneiderten Abwehrreaktionen bekämpft werden müssen. Felix Meissner möchte mit seiner Forschungsgruppe entschlüsseln, wie die Einsatztruppen des Immunsystems zusammenarbeiten - indem er ihre Kommunikation bis ins molekulare Detail aufklärt.

Auch Zellen „essen“, indem sie Nährstoffe aus der Umgebung aufnehmen. Will eine Zelle große Moleküle oder sogar andere Zellen aufnehmen, müssen diese zuerst in runde Membranbläschen, so genannte Vesikel, verpackt und dann ins Zellinnere geschleust werden. Dieser wichtige Transportmechanismus heißt Endozytose und ist für das Überleben der Zelle essentiell. Naoko Mizuno und ihr Team wollen entschlüsseln, wie genau sich die Transportvesikel an der Membran bilden.

Jede Zelle eines Organismus enthält eine vollständige Kopie des genetischen Materials. Je nach Zelltyp und Entwicklungsstand wird davon aber nur ein bestimmter Teil genutzt, der Rest ist inaktiv. Was entscheidet, welche Gene genutzt werden? Was ist der Mechanismus dieser Regulation? Diese Fragen wollen Jürg Müller und sein Team beantworten.

Das Bindegewebe hält die Zellen eines Organismus zusammen und verleiht den Organen ihre Struktur. Eines seiner Bestandteile ist Fibronektin. Dieses Protein dient aber nicht nur als Kleber, sondern ist auch für verschiedene Krankheiten von großer Bedeutung. Inaam Nakchbandi und ihr Team wollen herausfinden, wie es arbeitet.

Vor der Zellteilung muss die DNA verdoppelt werden, damit Mutter- und Tochterzelle die gleichen Erbinformationen enthalten. Fehler bei der Verdopplung können unter anderem zu Krebs führen. Wie wird die nötige Präzision gewährleistet und Fehlern vorgebeugt? Boris Pfander und sein Team erforschen die Kontrollmechanismen der DNA-Replikation.

Der Körper ist ständig Angriffen von fremden Bakterien oder Viren ausgesetzt. Das Immunsystem hat deshalb Mechanismen entwickelt, sich gegen die unerwünschten Eindringlinge zu wehren. Andreas Pichlmair möchte mit seiner Forschungsgruppe entschlüsseln, wie Wirt und Erreger gegeneinander kämpfen und welche dieser zahlreichen Wechselwirkungen über Erfolg oder Misserfolg einer viralen Attacke entscheiden.