Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen

Das Erbgut von Braunalgenarten mit unterschiedlichen sexuellen Systemen offenbart, wie Geschlechtschromosomen entstehen, sich entwickeln und manchmal in Autosomen umgewandelt werden

Wissenschaftler decken genetische Kompromisse auf, dank derer räuberische Pilze an ihren Beutetieren haften bleiben

Ein trainingsfreier Ansatz im computergestützten Proteinbinder-Design eröffnet neue Möglichkeiten in der Biomedizin der nächsten Generation

Mechanische Druck löst multizelluläre Organisation der Mikroben aus

Studie beleuchtet die Rolle langfristiger Umweltveränderungen bei der Evolution des räuberischen Verhaltens von Nematoden

Max-Planck-Forschende kooperieren mit Partnern in mehr als 120 Ländern. Hier schreiben sie über ihre persönlichen Erfahrungen und Eindrücke. Honour McCann vom Max-Planck-Institut für Biologie in Tübingen ist für vier Wochen in Indonesien unterwegs. Gemeinsam mit ihren indonesischen Partnern sucht sie nach dem Ursprung eines Krankheitserregers, der Bananenstauden befällt und sich derzeit auf Plantagen in Asien ausbreitet.

Braunalgen sind Außenseiter – weder Pflanze noch Tier, weder Pilz noch Bakterium. Diese Sonderstellung im Stammbaum des Lebens macht sie für Susana Coelho und ihr Team am Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen so interessant. Die Forschenden wollen herausfinden, ob die Evolution eine wichtige Erfindung mehrmals auf die gleiche Weise gemacht hat: die Entstehung weiblicher und männlicher Individuen.

Bakterien sind fast überall – auch in unserem Darm. Ohne sie könnten wir etwa die Nahrung nicht so effektiv verdauen. Wie aber haben Mikroben die Evolution des Menschen beeinflusst?

Parasiten gibt es nicht nur im Pflanzen- und Tierreich, sie sind auch ein Teil von uns selbst. Unser Erbgut enthält Unmengen kleiner Abschnitte, die sich auf seine Kosten vervielfältigen. Diese sogenannten Transposons werden deshalb auch als parasitische DNA bezeichnet. Oliver Weichenrieder vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen will den Kopiervorgang der Transposons genauer verstehen. Nicht nur weil sie Krankheiten auslösen können, sondern auch weil sie möglicherweise ein wichtiger Motor der Evolution sind.

Zugegeben, das Forschungsobjekt ist nicht gerade appetitlich: „Kotälchen“ – kleine parasitische Würmer, die im Darm eines Wirts leben und diesem unter Umständen arg zusetzen. Der so titulierte Zwergfadenwurm Strongyloides stercoralis ist für Adrian Streit vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen dennoch faszinierend, denn er hat einen einzigartigen Lebenszyklus – und bis heute weiß niemand so recht, warum.

Lange war unklar, wie das Transmembranprotein ACD6 zur Immunität der Pflanze Arabidopsis thaliana beiträgt. Bei der Untersuchung natürlicher genetischer Unterschiede entdeckten wir zwei Proteine, von denen eines die Standardversion von ACD6 positiv und das andere eine natürlich hyperaktive Version von ACD6 negativ reguliert. Dies führte zu Experimenten, mit denen wir eine Aktivität von ACD6 als Ionenkanal nachweisen konnten. Dieses Beispiel zeigt, wie die Untersuchung genetischer Variation neue Erkenntnisse liefert, die mit den üblichen Laborstämmen allein nicht gewonnen werden können.

Was sind die Ursachen neuer Krankheitsausbrüche auf unseren Feldern? Wie entwickeln sich Krankheitserreger, um neue Wirtspflanzen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen zu infizieren und sich an diese anzupassen? Dies sind einige der Fragen, mit denen wir uns befassen. Aktuell widmen wir uns Krankheitsausbrüchen auf Kiwi-Plantagen in Südkorea und beim Bananenanbau auf dem indonesischen Archipel.

Symbiosen mit Mikroben treten in unterschiedlichen Formen auf: Von Mutualismus bis Parasitismus, entlang einer kontinuierlichen Skala. Aber wie stabil sind diese Einordnungen? Ist es immer von Vorteil, ein Mutualist zu sein? Und sind Parasiten immer dazu bestimmt, ihren Wirten zu schaden?

Viele biologische Phänomene können in Laboratorien bis ins kleinste Detail untersucht werden, ihre ökologische Relevanz erschließt sich aber erst in der Natur, und der Weg vom Labor zurück dorthin ist weit und steinig. Zusammen mit meinem Team untersuche ich, wie Fadenwürmer an Käferkadavern um kurzzeitige Futterquellen konkurrieren. Dabei spielen zentrale Konzepte der Evolutionsbiologie eine entscheidende Rolle. Deren ökologische Bedeutung erforschen wir exemplarisch auf einer kleinen, weitgehend unberührten Tropeninsel.

Obwohl wir in einem Zeitalter vieler Genomprojekte leben, lassen die daraus abgeleiteten Gene viel zu wünschen übrig. Besonders einige vereinfachte Annahmen verursachen Fehler, sobald die Eigenheiten der Molekularbiologie ins Spiel kommen. Deshalb müssen das maschinelle Lernen und die Algorithmen für die Genvorhersage verbessert werden. Neben der Zusammensetzung und dem Annotieren von Genomen entwickelten wir ein Programm, Intronarrator, um mithilfe direkter Intronenvorhersagen aus deep-RNA-Seq-Daten die aufgrund winziger Intronen entstehenden Probleme zu überwinden.