Forschung

Zelluläre Informationsverarbeitung

"Alle komplexen Funktionen unseres Körpers erfordern die Kommunikation zwischen Zellen und Zellverbänden. Wir untersuchen die Bildung von elektrischen und chemischen Signalen in Zellen und ihre Weitergabe an andere Zellen. Wir benutzen dazu einen Multiskalenansatz, der von der Untersuchung der Funktion einzelner Moleküle mit einer Kombination aus experimentellen und computer-gestützten Verfahren bis zur Analyse von genetisch veränderten Tiermodellen mit modernen biophysikalischen Verfahren reicht. Die Untersuchung der Pathophysiologie menschlicher Erkrankungen erlaubt uns zu verstehen, wie Änderungen in der zellulären Signalbildung die Funktion von Zellen und Zellverbänden stören kann."

Prof. Christoph Fahlke (IBI-1)

Die Mechanobiologie des Zentralnervensystems erforschen

„Wir erforschen die Mechanobiologie von Zellen des Gehirns mit modernen Methoden der Biophysik und Zellbiologie. Dabei interessiert uns insbesondere, wie neurale Zellen mechanische Signale wahrnehmen, verarbeiten und darauf reagieren. Weil Zellen auch selbst solche Signale aussenden, bilden sich komplexe Regelkreise, die noch kaum verstanden sind. Ihre korrekte Funktion ist entscheidend für die Entwicklung des Gehirns, wohingegen Fehlfunktionen zu Krankheiten führen.“

Prof. Rudolf Merkel (IBI-2)

Nanobauelemente hören auf Zellsignale

„Unser Interesse gilt der Verbindung zwischen biologischen und elektronischen Systemen. Hierbei untersuchen wir die molekularen, zellulären und elektronischen sowie elektrochemischen Vorgänge an dieser Schnittstelle. Dies ermöglicht uns die Herstellung von Sensoren, die schon sehr geringe Mengen von Schadstoffen oder biochemischen Substanzen in der Umwelt oder in Körperflüssigkeiten aufspüren oder sogar Signale mit Zellen austauschen können. Mit unseren Methoden könnten in Zukunft auch verträglichere und hochsensible Implantate entstehen, die zerstörte Sinneszellen ersetzen.“

Prof. Andreas Offenhäusser (IBI-3)

Kollektive Phänomene in Biologischen Systemen

„Viele biologische Funktionen beruhen auf hochspezifischen Interaktionen zwischen zwei molekularen Einheiten. Aber in den meisten biologischen Systemen, wie zum Beispiel im Cytoplasma, liegen Proteine und andere Biopolymere in so hohen Konzentrationen vor, dass kollektive Phänomene, die durch Wechselwirkungen zwischen einer großen Zahl von Molekülen entstehen, eine wichtige Rolle spielen. Mit unserer Forschung versuchen wir, diese Phänomene und ihren Einfluss auf biologischen Funktionen auf molekularem Niveau quantitativ zu verstehen. Dazu untersuchen wir Suspensionen biologischer und biohybrider Makromoleküle sowie von roten Blutkörperchen mit kolloid- und polymer physikalischen Methoden. Besonderes interessiert uns, wie das Verhalten solcher Systeme von äußeren Einflüssen, wie Temperaturgradienten, Scherströmungen, elektrischen Feldern oder räumlichen Einschränkungen abhängt oder damit manipuliert werden kann."

Prof. Peter Lang (IBI-4)

Komplexe Interaktionen verstehen

„Die Funktion jeder Zelle und jedes Organismus hängt entscheidend von den dynamischen Wechselwirkungen zwischen biologischen Makromolekülen und von deren korrekter dreidimensionaler Struktur ab. Fehlerhafte Wechselwirkungen und falsch gefaltete Strukturen führen zu Krankheit und Alterung. Im IBI-7 – Strukturbiochemie ist es Ziel der Forschung, diese Wechselwirkungen zu verstehen und die dreidimensionale Struktur der an entscheidenden zellulären Prozessen beteiligten Proteinkomplexe zu bestimmen. Dazu setzen wir alle atomar auflösenden strukturbiologischen Methoden wie Röntgenkristallographie, Kernspinresonanz (NMR)-Spektroskopie und Kryo-Elektronenmikroskopie ein. Einen großen Schwerpunkt bilden amyloide Proteinaggregate. Wie diese hochgeordneten Prion-ähnlichen Strukturen in atomarer Auflösung aussehen, wie sie sich bilden, wachsen und sich vermehren, ist Gegenstand unserer Forschung. Auch welche Abwehrmechanismen wir im Laufe der Evolution gebildet haben und wie wir durch gezielte D-Peptid-Wirkstoffe Amyloid-Fibrillen wieder in harmlose Monomer-Bausteine zerlegen können, wird erforscht.“

Prof. Birgit Strodel (IBI-7)

Letzte Änderung: 18.06.2025