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Mit Supermikroskopen Krankheitserregern auf der Spur

Das Institute of Complex Systems des Forschungszentrums Jülich ist Partner im "Centre for Structural Systems Biology" (CSSB), das auf dem Campus des Deutschen Elektronen-Synchrotons DESY in Hamburg entsteht. Das neue Zentrum hat das Ziel, den Angriffen von Krankheitserregern atomgenau auf die Spur zu kommen. Bund uns Länder stellen für das Projekt unter der Ägide des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) rund 50 Millionen Euro bereit. Baubeginn soll 2012 sein.

Der Schwerpunkt des CSSB liegt in der Aufklärung von Vorgängen während einer Infektion. So soll auf molekularer Ebene untersucht werden, wie zum Beispiel Wechselwirkungen von Krankheitserregern mit ihren Wirten ablaufen. Dazu erhalten die Wissenschaftler auf dem DESY-Gelände Zugang zur weltweit besten Speicherring-Röntgenstrahlungsquelle PETRA III und zum weltweit einzigen Freien-Elektronen-Laser FLASH. Mit diesen "Supermikroskopen" wollen sie die molekularen Grundlagen von Krankheiten mit extrem hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung analysieren. Das Jülicher Team wird aus einer Gruppe von bis zu acht Wissenschaftlern bestehen. Ihr Ziel ist es, die hoch aufgelöste dreidimensionale Struktur von biologisch und medizinisch relevanten Proteinen und Proteinkomplexen zu entschlüsseln.

Krankheitserreger sind winzig, haben jedoch erhebliche Auswirkungen auf den Menschen. Noch viel kleiner sind die Werkzeuge, mit denen uns die Keime infizieren: Das Wechselspiel von Molekülen auf ihrer Oberfläche verschafft den Erregern den Zutritt in unseren Körper. Strukturbiologen entschlüsseln diese Interaktionen auf atomarer Ebene und untersuchen dabei, wie Moleküle und Proteine in ihrer dreidimensionalen Struktur aufgebaut sind. So verstehen die Forscher nicht nur, wie Wechselwirkungen von Krankheitserregern mit ihren Wirten ablaufen. Sie finden auch Angriffspunkte für neue Wirkstoffe, Anti-Infektiva und Impfstoffe.

Systembiologen hingegen untersuchen komplette biologische Systeme wie Zellen oder Krankheitserreger in ihrer Gesamtheit. Im CSSB wird eine Brücke zwischen diesen beiden Disziplinen geschlagen. Biologen, Chemiker, Physiker, Mediziner, Systembiologen und Infektionsforscher erforschen gemeinsam die Wechselwirkung von Krankheitserregern mit ihren Wirtszellen.


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