Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie

Max-Planck-Forschende aus Dresden, Dortmund, Frankfurt am Main und Göttingen haben gemeinsam den ersten Nachweis eines Proteinkomplexes erbracht, der für den Transport von Boten-RNA in Neuronen verantwortlich ist

Forschende eliminieren RNA von Krebsgenen mit Natur-inspirierten Substanzen

Dortmunder Max-Planck-Forscher enthüllen die kleinsten Details der Aktinfilamente

Kryo-EM- und Protein-NMR-3D-Schnappschüsse enthüllen den ausgeklügelten Wirkmechanismus des bakteriellen Tc-Toxins

Struktur eines Schlüsselproteins für die Zellteilung gibt Forschenden Rätsel auf

Bakterien, Pflanzen und Tiere halten eine Fülle unbekannter Substanzen bereit, die für den Menschen nützlich sein könnten. Herbert Waldmann testet am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund Naturstoffe auf ihre biologische Wirksamkeit und versucht, ihre Wirkung mit einfacher aufgebauten Molekülen zu imitieren.

3D im Kino ist spektakulär. Auch für Stefan Raunser vom Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund sind dreidimensionale Bilder ein besonderes Sehvergnügen: Mit seinen Elektronenmikroskopen kann er die Position einzelner Atome sehr genau bestimmen und die räumliche Struktur von Proteinen untersuchen. Dabei stößt er mitunter auf bizarre Konstruktionen.

Wie bringt HIV die Wirtszelle dazu, Viren zu produzieren? Wissenschaftler suchen nach dem Schlüssel zur Entwicklung effizienter Therapien.

Ob Antibiotika, Cholesterinsenker oder fluoreszierende Proteine: die Medizin und Wissenschaft nutzt seit jeher Naturstoffe,  zum Beispiel aus Pilzen und Meeresbewohnern. Mithilfe hochaufgelöster Kryo-Elektronenmikroskopie konnten wir nun erstmalig aufklären, wie zwei natürliche Giftstoffe die Regulation des Zellskeletts beeinflussen. Während diese Stoffe bereits heute von großem Nutzen für die Forschung sind, könnten sie in Zukunft sogar dazu eingesetzt werden, das Zytoskelett von Krebszellen gezielt zu verkleben und die Zellen auf diese Weise abzutöten. 

Tumoren wachsen deutlich schneller als gesundes Gewebe. Die dazu nötige Energie und Bausteine holen sich Krebszellen, indem sie bis zu zehnmal mehr Zucker aufnehmen als normale Körperzellen. Krebszellen sind regelrecht zuckersüchtig. Wir nutzen diese natürliche Schwäche und setzen Tumorzellen mit einer Reihe von selbstentwickelten Wirkstoffen auf eine radikale Zuckerdiät, so dass sie aushungern und sterben.

Die Zellteilung ist ein Zusammenspiel vieler zellulärer Komponenten. Eine zentrale Rolle spielt dabei das Kinetochor –  ein großer Proteinkomplex, der die Chromosomen mit dem Spindelapparat verbindet und dadurch ihre Bewegungen steuerbar macht. Zur Erforschung der Zellteilung müssen die Funktionen der Kinetochorbestandteile sowohl einzeln in vitro als auch in lebenden Zellen analysiert werden. Wir haben eine Methode entwickelt, um beide Ansätze zu kombinieren. Mit ihrer Hilfe lassen sich Proteine gezielt in menschliche Zellen einbringen und so zelluläre Abläufe beobachten.

Haben Zellen ‚Sinnesorgane’, mit denen sie ihre Umgebung erfahren können? Unsere Abteilung erforscht mit experimentellen und theoretischen Forschungsansätzen, womit Zellen in der Lage sind, ihre komplexe Umgebung und deren zeitliche Veränderung zu erfassen und darauf angemessen zu reagieren. Wir konnten erstmalig zeigen, nach welchen Grundprinzipien die dynamischen Netzwerke aufgebaut und welche Eigenschaften der beteiligten Proteinnetzwerke für sie essentiell sind.

Die Organisation des Erbmaterials (Chromatins) im Zellkern bedingt dessen Flexibilität in Struktur und Zusammensetzung, die für den korrekten Ablauf der Vererbungsprozesse unabdingbar ist. Die Dortmunder Max-Planck-Forscher nutzen genetisch codierte Quervernetzer-Aminosäuren, um die Veränderungen des Chromatins in lebenden Zellen zu untersuchen. Dadurch haben sie eine Wechselwirkung zwischen Nukleosomen entdeckt, die dazu beiträgt, dass Chromosomen sich während der Mitose verdichten. In Zukunft können diese Methoden helfen, die Vererbungsprozesse im Verlauf des Zellzyklus zu untersuchen.