Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

Alle Lebewesen verändern sich – sowohl im Laufe ihres Lebens als auch über Generationen hinweg. Mit der Entwicklung und Evolution von Tieren und Pflanzen beschäftigt sich das Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie. Die Wissenschaftler des Instituts untersuchen, wie aus einer befruchteten Eizelle ein funktionstüchtiger Organismus entsteht und welche Gene daran beteiligt sind. Darüber hinaus analysieren sie die Rolle dieser Entwicklungsprozesse bei der Entstehung neuer Arten sowie der Evolution von Proteinen. Um Antworten auf ihre Fragen zu finden, arbeiten die Forscher mit sogenannten Modellorganismen wie Zebrafisch, Taufliege, Fadenwurm und Ackerschmalwand, einer Verwandten der Kohlpflanzen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass Gene, die die Entwicklung beeinflussen, in unterschiedlichen Lebewesen – ob Fliege und Mensch oder Ackerschmalwand und Reis – in ähnlicher Weise funktionieren.

Kontakt

Max-Planck-Ring 5
72076 Tübingen
Telefon: +49 7071 601-350
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Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS "From Molecules to Organisms"

Alle weiteren Doktoranden werden vom International PhD Program for the Biological Sciences unterstützt. Um sich zu bewerben, kontaktieren Sie bitte die Direktorinnen / Direktoren bzw. Forschungsgruppenleiterinnen / Forschungsgruppenleiter direkt am Institut.

Prähistorischer Mais betont Wert genetisch diverser Ressourcen
Der Blick in die Vergangenheit zeigt: Zielgerichtete Züchtung ist nötig um Mais an den Klimawandel anzupassen mehr
Die Förderung des ERC deckt verschiedene Karrierestufen ab und ermöglicht beispielsweise auch Projekte, bei denen sich mehrere Spezialisten zusammentun, um völlig neuen Fragen nachzugehen. Ob Internetsicherheit, die Erforschung des Wüstenklimas wie des Sozialverhaltens von Schimpansen oder neue Ansätze beim Proteindesign - hier geben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Einblick. mehr
Leseproben aus dem Jahrbuch

Leseproben aus dem Jahrbuch

Meldung 9. Juni 2016
Unser Jahrbuch bündelt Berichte über Forschungsarbeiten der Max-Planck-Institute und vermittelt anschaulich die Vielfalt an Themen und Projekten. Wir haben fünf Beiträge ausgewählt. mehr
„Entscheidend ist das Endprodukt“
Detlef Weigel, Direktor am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, über Genom-Editierung als Möglichkeit, gezielt bessere Nutzpflanzen zu züchten mehr
Paarung mit Männchen verlängert die Lebensdauer
Sich geschlechtlich fortpflanzende Würmer leben länger als Hermaphroditen mehr
Neue Fadenwurm-Art auf La Réunion entdeckt
Max-Planck-Wissenschaftler entdecken neue Fadenwurm-Art auf La Réunion mehr
Ein Wortschatz aus ursprünglichen Peptiden
Max-Planck-Wissenschaftler identifizieren Fragmente von Proteinen, die schon vor Milliarden Jahren existiert haben mehr
Evolution im Zeitraffer

Evolution im Zeitraffer

Meldung 14. Dezember 2015
Wissenschaftler analysieren die Dynamik, mit der sich HI-Viren verändern mehr
Pflanzen verteidigen ihr Revier mit Giftstoffen
Pflanzliche Toxine hemmen Histon-Deacetylasen von Nachbarpflanzen und beeinträchtigen so deren Wachstum mehr
Leseproben aus dem Jahrbuch

Leseproben aus dem Jahrbuch

Meldung 17. Juni 2015
Das Jahrbuch 2015 bündelt Berichte über Forschungsarbeiten der Max-Planck-Institute und vermittelt anschaulich die Vielfalt an Themen und Projekten. Wir haben fünf Beiträge ausgewählt. Wer sich für die detaillierten Forschungsberichte interessiert, kann diese direkt im Jahrbuch nachlesen. mehr
Gesichter der Wissenschaftskooperation

Gesichter der Wissenschaftskooperation

Meldung 9. Februar 2015
Wissenschaftler berichten über ihre Erfahrungen in Deutschland und Israel mehr
Wehrhaftigkeit hat auch für Pflanzen ihren Preis
Ein übereifriges Immunsystem kann für die Ackerschmalwand tödlich sein mehr
Evolution ist berechenbar

Evolution ist berechenbar

Meldung 12. November 2014
Programm sagt die Entwicklung von Grippe-Viren voraus mehr
Max-Planck-Forscher untersuchen ökologische Auswirkungen der globalen Erwärmung mehr
Streifen für den Zebrafisch

Streifen für den Zebrafisch

Meldung 28. August 2014
Max-Planck-Wissenschaftler entdecken, wie Farbmuster bei Tieren entstehen können mehr
Protein-Evolution folgt dem Baukasten-Prinzip
Ähnlichkeiten zwischen Proteinen beweisen, dass ihre große Vielfalt aus kleineren Bausteinen entstanden ist mehr
Blick ins Auge der Evolution

Blick ins Auge der Evolution

Meldung 3. Juni 2014
Max-Planck-Forscher untersuchen das Sehsystem mariner Borstenwürmer und gewinnen Einblicke in die Evolution des Auges mehr
Farbe ist Trumpf

Farbe ist Trumpf

Meldung 22. Januar 2014
Bunte Guppy-Männchen haben die besten Chancen bei der Fortpflanzung mehr
Ein Wurm, zwei Mundformen

Ein Wurm, zwei Mundformen

Meldung 6. November 2013
Schleichpfade der Evolution zwischen Genen und Umwelt mehr
50 Förderanträge im 7. EU-Forschungsrahmenprogramm erfolgreich mehr
Pflanzenblüte ist eine Frage des Timings

Pflanzenblüte ist eine Frage des Timings

Meldung 25. September 2013
Max-Planck-Forscher zeigen, wie die Temperatur den Blühzeitpunkt beeinflusst mehr
Großer Name für einen kleinen Wurm
Tübinger Biologen benennen neu entdeckten Fadenwurm nach dem Physiker Max Planck mehr
Ratten besitzen doppelte Weltsicht

Ratten besitzen doppelte Weltsicht

Meldung 26. Mai 2013
Die Nager bewegen ihre Augen in entgegengesetzter Richtung und behalten so immer den Luftraum über sich im Auge mehr
Das Herbarium als Geschichtsbuch

Das Herbarium als Geschichtsbuch

Meldung 21. Mai 2013
Molekularbiologen rekonstruieren die historische Verbreitung des Kartoffelfäule-Erregers aus Herbar-Belegen mehr
Zucker beeinflusst den Zeitpunkt der Blütenbildung
Nur wenn Licht, Alter und Energiegehalt stimmen, blüht eine Pflanze mehr
<p>Die neurobiologische Konsequenz des Räuberns oder Grasens</p>
Tübinger Forscher vergleichen die Verschaltungen im Nervensystem zweier Wurmarten mehr
Mikro-RNAs in Pflanzen: Auch Regulatoren müssen reguliert werden
Ein Phosphatschalter sorgt für die Feinabstimmung bei der Proteinherstellung mehr
Populationen überleben trotz nachteiliger Mutationen
Max-Planck-Forscher untersucht das Evolutionsmodell der Muller-Ratsche mehr
Selektion beeinflusst viele Gene für Übergewicht parallel
Max-Planck-Wissenschaftler entschlüsseln Gene für eine komplexe Eigenschaft mehr
Elisa Izaurralde erhält den Ernst Jung-Preis für Medizin 2012
Die Direktorin am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie wird für bahnbrechende Arbeiten in der RNA-Biologie ausgezeichnet mehr
Einfache Nervenzellen steuern die Schwimmtiefe von marinem Plankton
Der Zilienschlag des Ringelwurms Platynereis gibt Einblick in ein Urstadium der Evolution des Nervensystems mehr
Epigenetische Veränderungen sind selten von Dauer
Erste umfassende Kartierung von epigenetischen Veränderungen über mehrere Generationen zeigt, dass diese oft kurzlebig sind und daher wahrscheinlich nur selten die Evolution beeinflussen mehr
1001 Genom-Projekt – auf dem Weg zum kompletten Erbgut-Katalog von Arabidopsis
Dank ihres flexiblen Erbguts kann sich die Pflanze an unterschiedlichste Umweltbedingungen anpassen mehr
Wie der modulare Aufbau der Proteine die Evolution fördert
Die Entwicklung des gleichen Eiablageapparats wird bei zwei Wurmarten über ganz unterschiedliche Signalwege gesteuert mehr
Pflanzenhormon Auxin betätigt einen genetischen Schalter
Ein Mechanismus zur Stabilisierung der Entwicklung des pflanzlichen Organismus mehr
Evolution kann Erbgut schnell verkleinern
Die Ackerschmalwand ist eng mit der Leierblatt-Felsenkresse verwandt, ihr Genom ist aber deutlich kleiner mehr

Makromolekulare Komplexe

Meldung 18. Oktober 2010
Ein Wurm beißt sich durch

Ein Wurm beißt sich durch

Meldung 1. Juli 2010
Warum entwickeln manche Fadenwürmer kräftige Mundwerkzeuge? Max-Planck-Forscher entdecken Trick der Evolution mehr
Wenn Gegenspieler kooperieren

Wenn Gegenspieler kooperieren

Meldung 24. Juni 2010
Wachstumshormone der Pflanzen: Stammzellforscher untersuchen Wirkungsgeflecht von Auxin und Cytokinin mehr
Das Dilemma der Pflanzen bei der Abwehr von Feinden
Pflanzen, die widerstandsfähiger gegen Krankheiten sind, wachsen langsamer und sind in der Abwesenheit von Feinden weniger konkurrenzfähig mehr
Eine Insel als Spiegel der Welt

Eine Insel als Spiegel der Welt

Meldung 19. Mai 2010
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie untersuchen auf La Réunion, wie Artvielfalt entsteht mehr
Wie die Pflanze Wurzeln schlägt

Wie die Pflanze Wurzeln schlägt

Meldung 15. März 2010
Tübinger Entwicklungsgenetiker erforschen die Organentwicklung im Pflanzenembryo mehr
Die Wurzeln unserer Ernährung

Die Wurzeln unserer Ernährung

Meldung 27. Januar 2010
Tübinger Max-Planck-Forscher erklären, wie die Wurzelbildung in Pflanzen gesteuert wird mehr
Evolution in Echtzeit

Evolution in Echtzeit

Meldung 31. Dezember 2009
Max-Planck-Forscher messen, wie schnell sich das Erbgut verändert mehr
Spiegelkarpfen mit Reserve-Gen

Spiegelkarpfen mit Reserve-Gen

Meldung 3. September 2009
Die Sicherungskopie gegen Mutationen führt bei dem Speisefisch zu wenig Schuppen mehr
Das Alter treibt Blüte

Das Alter treibt Blüte

Meldung 20. August 2009
Ein neu entdeckter Signalweg sorgt dafür, dass Pflanzen auch ohne stimulierende Umwelteinflüsse blühen können mehr
Vielfalt des Erbguts von Reis entschlüsselt
Erbgutanalyse soll Entwicklung neuer Reissorten beschleunigen mehr
Zu viele Basen verderben das Gen

Zu viele Basen verderben das Gen

Meldung 16. Februar 2009
Ein Gendefekt einer Blütenpflanze liefert den Schlüssel zu genetischen Grundlagen neurodegenerativer Krankheiten mehr
Schmarotzer im Genom

Schmarotzer im Genom

Meldung 29. Januar 2009
Die Struktur eines Proteins hilft zu verstehen, wie sich parasitäre Gene im Erbgut vermehren mehr
Die Achillesferse der Parasiten

Die Achillesferse der Parasiten

Meldung 12. Januar 2009
Ein Hormon ist dafür verantwortlich, ob sich eine Fadenwurmlarve zum Parasiten entwickelt oder nicht mehr
Geheimnisse des Lebens im Ozean gelöst

Geheimnisse des Lebens im Ozean gelöst

Meldung 19. November 2008
Wissenschaftler haben herausgefunden, wie die einfachsten Augen der Tierwelt funktionieren mehr
Eine Formel für längeres Pflanzenleben

Eine Formel für längeres Pflanzenleben

Meldung 23. September 2008
Wissenschaftler haben entdeckt, wie das Blattwachstum und der Alterungsprozess bei Pflanzen koordiniert werden mehr
Kirsten Bomblies erhält den "Genius-Award"
Die Nachwuchswissenschaftlerin wird mit dem mit 500.000 Dollar dotierten Preis der MacArthur-Stiftung ausgezeichnet mehr
Einblicke in die Evolution von Parasitismus

Einblicke in die Evolution von Parasitismus

Meldung 22. September 2008
Molekularbiologen haben das Genom eines in Käfern lebenden Fadenwurms entschlüsselt mehr
Künstliche microRNAs in der Pflanzenzüchtung
Ein neues Werkzeug erlaubt Reiszüchtern, Gene gezielt zu inaktivieren, die unerwünschte Eigenschaften vermitteln mehr
Räumliche Entfernung führt bei Mikroben zu genetischer Vielfalt
Beim Bodenbakterium Myxococcus xanthus konnten Max-Planck-Wissenschaftler zum ersten Mal belegen, dass auch bei Mikroben genetische Diversität durch räumliche Entfernung entsteht. Bislang war dies nur bei höheren Organismen als Tatsache akzeptiert mehr
Genetische Variationen, die die Funktion von Proteine verändern, werden häufiger mehr
Gefährliche Liebschaften

Gefährliche Liebschaften

Meldung 4. September 2007
Tübinger Forscher entdecken, wie das Immunsystem zur Bildung neuer Arten führen kann mehr
Eine Art, viele Genome

Eine Art, viele Genome

Meldung 20. Juli 2007
Anpassung an die Umwelt hat einen stärkeren Einfluss auf das pflanzliche Erbgut als angenommen mehr
Was bringt biologische Uhren zum Ticken?
Max-Planck-Wissenschaftler entdecken Einfluss des Steroidhormons Cortisol auf die den Zellteilungsrhythmus steuernden Uhren mehr
Immer der Nase nach

Immer der Nase nach

Meldung 4. Dezember 2006
Max-Planck-Forscher aus Tübingen entdecken, dass Fadenwürmer der Gattung Pristionchus ihre Wirtskäfer an deren Duftstoffen erkennen mehr
Molekulare Zahnrädchen für die Signalübertragung
Max-Planck-Wissenschaftler und ihre Kollegen von der Universität Tübingen entdecken einen neuen Mechanismus zur Informationsübertragung ins Zellinnere mehr
Resozialisierte Bakterien

Resozialisierte Bakterien

Meldung 16. Mai 2006
Max-Planck-Forscher finden heraus, dass Mikroorganismen, die ihre Artgenossen betrügen, verlorene soziale Verhaltensweisen zurückgewinnen mehr
Max-Planck-Forschern gelingt Durchbruch in der Pflanzen-Stammzellforschung
Wissenschaftler des Tübinger Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie haben entschlüsselt, wie Pflanzen die Anzahl ihrer Stammzellen regulieren mehr
Wenn Bakterien der Gemeinsinn abhanden kommt
Tübinger Max-Planck-Forscher beobachten erstmals unsoziales Verhalten unter Bakterien, die eigentlich in Gemeinschaften leben mehr
Mehr Platz für Spitzenforschung

Mehr Platz für Spitzenforschung

Meldung 13. September 2005
Neubau des Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie stärkt Forschungsstandort Tübingen mehr
Lang gesuchter Signalgeber für die Blütenbildung gefunden
Deutsch-britisches Forscherteam enthüllt, wie Pflanzen sicher stellen, dass Blüten zur rechten Zeit am richtigen Ort gebildet werden mehr
In Käfern ist der Wurm drin

In Käfern ist der Wurm drin

Meldung 25. April 2005
Max-Planck-Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Fadenwürmer der Gattung Pristionchus von Mikroorganismen an Käfern leben. mehr
Erster Aktivitätsatlas für Pflanzengene
Max-Planck-Forscher haben entschlüsselt, wann und wo welche Gene in der Modellpflanze Arabidosis aktiv sind mehr
Grüne Giganten

Grüne Giganten

Meldung 3. April 2005
Max-Planck-Wissenschaftler entdecken, wie kleine RNA Moleküle die Biomasse von Pflanzen regulieren mehr
Der Evolution von Signalwegen auf der Spur
Genom des Fadenwurms "Pristionchus pacificus" liefert Navigationshilfe bei der Suche nach Mutationen in der Evolution von Entwicklungsvorgängen mehr
Kräftiger Schub für die Europäische Zebrafisch-Forschung
Europäische Kommission bewilligt 12 Millionen Euro, um am Zebrafisch modellhaft die Entwicklungsbiologie des Menschen und seine Krankheiten zu untersuchen mehr
Killer-Bakterium als lebendes Antibiotikum
Räuberisches Bakterium kann neue, Protein-basierte antibiotische Substanzen liefern und selbst als Killer gegen Krankheitserreger wirken mehr
Gen kontrolliert Kristallwachstum

Gen kontrolliert Kristallwachstum

Meldung 10. Oktober 2003
Max Planck Biologen gelingt erstmals der Nachweis, dass Wachstum und Gitterbildung von Biomineralien unter genetischer Kontrolle stehen mehr
Vom Rinderpansen zum Magengeschwür

Vom Rinderpansen zum Magengeschwür

Meldung 23. September 2003
Entschlüsselung des Genoms eines Rinder-Bakteriums hilft, verantwortliche Gene für bakterielle Infektionen beim Menschen zu identifizieren mehr
Evolution von Kooperation in einer Petri-Schale
Max-Planck-Wissenschaftlern gelingt es mit molekularbiologischen Methoden, erstmals die Evolution sozialen Verhaltens bei Bakterien zu beobachten mehr
Kleine Moleküle bringen Pflanzen in Form
Deutsch-amerikanischem Forscherteam gelingt Nachweis, dass Entwicklung und Wachstum von Pflanzen durch winzige RNA-Moleküle kontrolliert wird mehr
Der Schalter im Ohr

Der Schalter im Ohr

Meldung 13. Juni 2003
Max-Planck-Wissenschaftler entdecken lang gesuchten Kanal, der mechanische Stimuli in Haarsinneszellen in elektrische Signale umwandelt mehr
Der molekularen Basis von Lernen und Gedächtnis auf der Spur
Max-Planck-Wissenschaftler entwickeln neuartiges Werkzeug, um molekulare Vorgänge in den Synapsen von Nervenzellen sichtbar mehr

Qualität setzt sich durch

Meldung 7. April 2003
Max-Planck-Wissenschaftler holen drei der acht begehrten "Career Development Awards 2003" des Human Frontier Science Program (HFSP) nach Deutschland mehr
Logistikprobleme an der Synapse

Logistikprobleme an der Synapse

Meldung 19. Februar 2003
Max-Planck-Wissenschaftlern gelingen erste Einblicke in den Transport bestimmter Boten-RNA in die Kontaktregion von Nervenzellen mehr

Der menschliche Körper bietet Lebensraum für unzählige Mikroorganismen. Insbesondere der Darm wird von einer Fülle von Bakterien besiedelt. Als junge Umweltmikrobiologin hätte Ruth Ley nie gedacht, dass sie sich einmal für den Verdauungstrakt und die darin vorkommenden Mikroben interessieren würde. Heute erforscht sie am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen, welche Rolle die unzähligen Darmbakterien für unsere Gesundheit spielen.

Der Klimawandel verändert die Tier- und Pflanzenwelt der Erde tiefgreifend. Das liegt nicht nur an dem weltweiten Anstieg der Durchschnittstemperaturen, sondern auch an Änderungen bei den Temperaturschwankungen sowohl zwischen Tag und Nacht als auch zwischen Sommer und Winter. George Wang, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, analysiert Klimadaten, um den Einfluss der veränderten Bedingungen auf Flora und Fauna zu erforschen.
Würmer, Käfer und eine kleine Insel inmitten des Ozeans. Für den Entwicklungsgenetiker und Evolutionsbiologen Ralf Sommer vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen sind die Fadenwürmer und Käfer die Akteure und die Insel La Réunion die Kulisse in einem großen Drama: einem Lehrstück über die Evolution, über die Vielfalt in der Natur und wie sie entsteht.
Der Borstenwurm ist ein ungewöhnliches Labortier. Doch für Gáspár Jékely vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen hat der Meeresbewohner alles, was ein guter Modellorganismus braucht: Die Larven besitzen die einfachsten Augen der Welt und entwickeln später ein simples Nervensystem aus nur wenigen Zellen. So kann der Forscher unmittelbar verfolgen, wie Sinnesreize Verhaltensänderungen auslösen.
Über eine unscheinbare Pflanze namens Ackerschmalwand will Kirsten Bomblies im Detail herausfinden, wie Arten entstehen, und damit einen elementaren Mechanismus der Evolution aufklären.
Aushilfe für Service und Reinigung (40%)
Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, Tübingen 16. November 2017
Tierarzt/Tierärztin für unsere Versuchstierhaltung
Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, Tübingen 2. November 2017

Phänotypische Plastizität – wie Umwelt und Genetik interagieren

2017 Sommer, Ralf J.; Loschko, Tobias; Riebesell, Metta; Röseler, Waltraud; Witte, Hanh
Entwicklungsbiologie Evolutionsbiologie
Organismen müssen, um zu überleben, auf ihre Umweltbedingungen reagieren. Wie aber die genetische Kontrolle und die Umwelt miteinander interagieren, ist wenig erforscht. Phänotypische Plastizität, die Eigenschaft von Organismen, verschiedene Formen je nach Umweltbedingungen zu bilden, bietet eine Möglichkeit, den Einfluss der Umwelt auf die Entwicklung von Organsimen zu untersuchen. Der Nematode Pristionchus pacificus ist für die Erforschung phänotypischer Plastizität geeignet: Durch Ausbildung zweier verschiedener Mundformen, je nachdem, welcher Umwelt er ausgesetzt ist. mehr

Konnektomik in einer marinen Larve: Klein, aber mächtig

2017 Jékely, Gáspár
Entwicklungsbiologie
Als Konnektome werden Schaltpläne neuronaler Netze bezeichnet, die die spezifischen Verbindungen zwischen Neuronen darstellen. Die Forschungsgruppe widmet sich dem kompletten Schaltkreis einer kleinen marinen Larve, um herauszufinden, wie neuronale Schaltkreise Verhalten vermitteln. mehr

Ist Evolution vorhersehbar?

2016 Neher, Richard
Evolutionsbiologie
Wir sind umgeben von Mikroorganismen, die sich im Wettstreit ums Überleben ständig verändern. Im Unterschied zu Tieren und Pflanzen dauern solche Veränderungen nicht Tausende von Jahren, sondern oft nur einige Wochen. Um solch schnelle Evolution zu verstehen, benötigen wir neue theoretische Konzepte und müssen die evolutionäre Dynamik direkt beobachten. Die Forschungsgruppe entwickelt dazu Methoden und wendet sie auf Daten von Grippe und HI-Viren an. Die Ergebnisse ermöglichen Vorhersagen der Zusammensetzung zukünftiger Viruspopulationen. mehr

Frühe Embryonalentwicklung von Arabidopsis

2016 Bayer, Martin; Jürgens, Gerd
Entwicklungsbiologie Pflanzenforschung Zellbiologie
In der Embryonalentwicklung wird die Körperorganisation der erwachsenen Pflanze in ihren Grundzügen etabliert. Anfänglich teilt sich die befruchtete Eizelle (Zygote) in eine apikale embryonale Zelle und eine basale extra-embryonale Zelle. Wie dieser anfängliche Unterschied mit Hilfe des beteiligten YODA-Signalwegs zustande kommt, wird skizziert. Aus diesen Zellen entstehen Embryo und extra-embryonaler Suspensor. Die embryonalen Zellen erzeugen dann in Antwort auf das Pflanzenhormon Auxin ein Signal, das die benachbarte extra-embryonale Zelle zur Bildung des embryonalen Wurzelmeristems anregt. mehr
Heute lassen sich Genome aus Organismen rekonstruieren, die vor Tausenden von Jahren gelebt haben. In Museen lagern Millionen von getrockneten Pflanzenteilen, deren DNA sich für die Genomsequenzierung eignet. Die Pflanzenproben enthalten unentdeckte Nachweise für die globale Diversität der letzten rund 450 Jahre, und die kombinierte Verwendung von historischen und aktuellen Pflanzenproben führt so eine neue, zeitliche Dimension in die Evolutionsforschung ein. Untersucht wird die Evolution von Pflanzen, ihren Pathogenen und das dazugehörige Mikrobiom unter Verwendung von neuer und alter DNA. mehr

Das Ubiquitin-Proteasom-System: Strukturelle Einblicke in einen zellulären Protein-Schredder

2015 Wiesner, Silke
Entwicklungsbiologie Medizin Strukturbiologie Zellbiologie
Erforscht wird, wie die Ubiquitinierungsreaktion auf struktureller Ebene funktioniert, wie die Aktivitäten von Ubiquitinierungsenzymen reguliert werden und wie die Ubiquitinierung zelluläre Prozesse und das Zellverhalten kontrolliert. Da eine Dysregulation der Ubiquitinierung mit vielen Erkrankungen des Menschen einhergeht, können die Untersuchungen ein Ausgangspunkt für neue Strategien zur Entwicklung von Arzneimitteln sein, deren Wirkung auf einer Manipulation der Ubiquitinierungsenzym-Aktivitäten mit niedermolekularen Inhibitoren basiert. mehr

Importin 13 — Eine Rundreise durch die Kernpore

2014 Bono, Fulvia
Strukturbiologie
In eukaryotischen Zellen befindet sich die DNA im Zellkern, wo auch die RNA-Transkription erfolgt, während die Protein-Biosynthese im Zytoplasma stattfindet. Zellkern und Zytoplasma sind durch Kernporen miteinander verbunden und der Transport von Makromolekülen wird durch spezielle Transport-Proteine, die Karyopherine, vermittelt. Die meisten Karyopherine befördern ihre Fracht (Kargos) nur in eine Richtung: in den Zellkern (Importine) oder heraus (Exportine). Importin 13 aber ist ein besonderes Karyopherin, das Kargo im- als auch exportieren kann; es agiert als bidirektionaler Transporter. mehr
MicroRNAs sind im Genom kodierte, rund 22 Nukleotide lange RNAs, die die Genexpression post-transkriptional reduzieren, indem sie an die untranslatierten 3′-Regionen von Boten-RNAs (mRNAs) binden und diese meist auch eliminieren. Obwohl viel über ihre Biogenese und biologischen Funktionen berichtet wurde, sind die Mechanismen, mit denen miRNAs die Genexpression deaktivieren, nicht vollständig erforscht. Unser langfristiges Ziel ist es, molekularbiologisch zu verstehen, wie miRNAs gezielt Hunderte von mRNA-Sequenzen in Tierzellen auf spezifische Weise unterdrücken können. mehr

Die Evolution von AAA ATPase-Nanomaschinen zur Regulierung des Proteinabbaus

2013 Martin, Jörg; Lupas, Andrei N.
Evolutionsbiologie Strukturbiologie
Als zentrale Bausteine des Lebens erfüllen Proteine viele Funktionen als Enzyme oder Strukturelemente von Zellen und Geweben. Nicht nur ihre Synthese, auch ihr Abbau muss genau reguliert werden. Netzwerke ringförmiger AAA ATPasen, die energieabhängig Proteine entfalten können, kooperieren dabei mit zylindrischen Enzymkomplexen, den Proteasomen, in deren Innerem die entfalteten Proteine zerlegt werden. Biochemische, informatische und strukturelle Methoden erlauben ein Verständnis dieser Vorgänge auf molekularer Ebene und geben Einblicke in die Evolution komplexer Protein-Nanomaschinen. mehr

Einblicke in die mRNA-abbauende Maschinerie der Zelle

2013 Sprangers, Remco
Strukturbiologie Zellbiologie
Jede Zelle enthält Tausende unterschiedlicher Proteine, von denen jedes eine bestimmte Aufgabe erfüllt. Um sicherzustellen, dass zu jedem Zeitpunkt die richtige Menge eines jeden Proteins produziert wird, reguliert eine Zelle die Expression ihrer Gene sehr genau. Die genetische Information wird dabei über Boten-RNA (mRNA) an den Ort der Proteinherstellung übermittelt. Die Arbeitsgruppe untersucht diejenige Maschinerie, die die mRNA-Moleküle wieder abbaut - denn sie bietet der Zelle Ansatzpunkte, um die Produktion von Proteinen, die sie nicht länger benötigt, zu beenden. mehr

Neurobiologie des marinen Zooplanktons

2012 Jékely, Gáspár
Entwicklungsbiologie Neurobiologie
Die Ozeane der Erde wimmeln von mikroskopisch kleinen Tieren – Myriaden winziger schwimmender Kreaturen, die durch das Wasser wirbeln und in ihrer Gesamtheit als Zooplankton bezeichnet werden. Diese Organismen nehmen ihre Umwelt wahr und reagieren auf sie: Sie registrieren, woher das Licht kommt, wie kalt das Wasser ist, oder in welcher Tiefe sie sich befinden – all dies mit Nervensystemen, die erstaunlich einfach gebaut sind. Die Arbeitsgruppe erforscht, wie diese Nervensysteme verschaltet sind und wie sie arbeiten. Als Modell dient der marine Ringelwurm Platynereis. mehr

Die genetische Grundlage der morphologischen Variation

2012 Nüsslein-Volhard, Christiane; Alsheimer, Soeren; Dooley, Christopher; Krauss, Jana; Harris, Matthew; Rohner, Nicolas; Frohnhöfer, Hans Georg
Entwicklungsbiologie
Darwins Theorie der Entstehung der Arten durch natürliche Selektion geht davon aus, dass in jeder Generation die Nachkommen variieren. Diejenigen setzen sich durch, die am besten an die sie umgebenden Bedingungen angepasst sind. Um die Gene zu finden, deren Mutationen die Grundlage für die Variation der Gestalt der Tiere in der Evolution sind, wollen Forscher verstehen, wie sich die äußere Form der Tiere während des Wachstums entwickelt. Dazu untersuchen sie mit genetischen Methoden die Stammzellen der Muskulatur sowie die Entwicklung von Hautstrukturen und des Farbmusters beim Zebrafisch. mehr

Integrative Forschungsansätze der modernen Evolutionsbiologie

2011 Sommer, Ralf J.
Evolutionsbiologie
Die moderne Entwicklungsbiologie hat das Verständnis evolutionsbiologischer Zusammenhänge grundlegend erweitert. Entwicklungskontrollgene sind im Tierreich hochkonserviert. Wie sich dennoch im Laufe der Evolution die uns bekannte hohe Arten- und Formenvielfalt herausbilden konnte, ist Gegenstand aktueller Forschungsansätze der Evolutionsbiologie. Dabei sind integrative Ansätze zwischen Entwicklungsbiologie, Ökologie und Populationsgenetik von essenzieller Bedeutung. mehr

Keimzellmigration: Auch Zellen brauchen Wanderführer

2011 Renault, Andrew
Entwicklungsbiologie Zellbiologie
Wie kann aus einer Zelle ein mehrzelliger Embryo entstehen? Wie werden Teilung, Differenzierung und Wanderung (Migration) von Zellen exakt koordiniert? An der Embryonalentwicklung der Fruchtfliege Drosophila melanogaster lässt sich die Migration von Zellen in idealer Weise untersuchen. Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich im Besonderen mit der Migration von Keimzellen, den Vorläufern von Ei- und Samenzellen. Dieser Bericht zeigt, welche Rolle Lipide dabei spielen, das Überleben und die Wanderung von Keimzellen zu regulieren und welche biologischen Prinzipien dabei wirksam werden. mehr
Die heute bestehende Diversität der Proteine ist durch viele Veränderungen entstanden: Gen-Duplikationen lieferten das Material für Mutation und Selektion, Rekombinationen trugen zur Schaffung ihrer Vielfältigkeit bei. Basierend auf diesen evolutionären Mechanismen wurden Engineering-Experimente durchgeführt. Die Fülle verfügbarer Sequenz- und Struktur-Daten ermöglicht es, Aussagen über wichtige molekulare Faktoren in Struktur-Funktionsbeziehungen zu machen. Mittels Computer gestütztem Design können diese Kenntnisse genutzt werden, um Proteine mit neuen, gewünschten Eigenschaften zu erzeugen. mehr

Die Anfänge der Embryonalentwicklung von Arabidopsis

2010 Jürgens, Gerd
Entwicklungsbiologie Pflanzenforschung Zellbiologie
In der Embryonalentwicklung wird die Körperorganisation der erwachsenen Pflanze in ihren Grundzügen etabliert. Zuerst teilt sich die befruchtete Eizelle (Zygote) in eine apikale embryonale Zelle und eine basale extra-embryonale Zelle, die sich jeweils weiter teilen. Hier wird beschrieben, wie die embryonalen Zellen als Antwort auf das Pflanzenhormon Auxin ein Signal erzeugen, das die benachbarte extra-embryonale Zelle zur Bildung des embryonalen Wurzelmeristems anregt. Weiter wird skizziert, wie die Entstehung des anfänglichen Unterschieds zwischen apikaler und basaler Zelle untersucht wird. mehr

Die 1001 Genome der Ackerschmalwand

2009 Weigel, Detlef
Genetik Pflanzenforschung
Die Ackerschmalwand, Arabidopsis thaliana, ist das bevorzugte Studienobjekt vieler Pflanzengenetiker. Außer dem Menschen gibt es keine Art, über deren innerartliche Variation in der Genomsequenz man so viel weiß. In den letzten zwei Jahren ist die Technologie zur Sequenzierung von Genomen revolutioniert worden, und A. thaliana bietet sich wie kaum ein anderer vielzelliger Organismus zur Anwendung dieser neuen Methoden an. In diesem Bericht werden die Anfänge eines Projektes beschrieben, das die komplette Entzifferung des Genoms von 1001 A. thaliana-Stämmen zum Ziel hat. mehr

Festlegung von Zelltypen des Krebstieres Parhyale hawaiensis

2008 Gerberding, Matthias
Entwicklungsbiologie Genetik
Die Embryonen aller Tiere legen früh vier verschiedene Zelltypen an. Wie dies passiert, ist eine zentrale Frage der Entwicklungsbiologie. Untersucht wird, wie dieser Prozess im 8-Zellstadium des Krebses Parhyale hawaiensis abläuft. Die Bildung der Keimzellen benötigt z.B. die Gene vasa und nanos. Ihre Funktion weicht von der in der Fliege Drosophila melanogaster ab. Dies verdeutlicht Funktionswechsel von Genen in der Evolution. mehr
MicroRNAs (miRNAs) bestehen aus etwa 22 Nukleotiden, die im Erbgut kodiert sind. Sie blockieren Genaktivität, indem sie sich an die 3’-nicht-translatierten Bereiche von Boten-RNA (mRNA) anlagern. Der genaue Mechanismus, mit dem miRNAs Genaktivität in tierischen Zellen unterdrücken, ist nicht bekannt. Ziel ist es, den Mechanismus miRNA-vermittelter Genregulation, die mit der so genannten RNA-Interferenz nah verwandt ist, aufzuklären. mehr

Molekularer Mechanismus der Signalübertragung durch Membranen

2007 Martin, Jörg; Lupas, Andrei
Strukturbiologie Zellbiologie
Wie gelangt Information in das Zellinnere? Die molekularen Mechanismen der Signalübertragung durch Membranen sind weitgehend unbekannt. Durch die Struktur einer archaealen HAMP-Domäne, welche mittels magnetischer Resonanzspektroskopie entschlüsselt wurde, ist es gelungen, Einsicht in diesen Vorgang zu gewinnen. HAMP verbindet als Teilbereich vieler Transmembran-Rezeptorproteine deren extrazelluläre mit der intrazellulären Domäne und spielt daher eine entscheidende Rolle bei der Signalweiterleitung. HAMP offenbart die Fähigkeit, zwei stabile, konvertierbare Konformationen mit ähnlicher Energie einzunehmen, wobei die Bindung bzw. Dissoziation eines Liganden an den Rezeptor die Umwandlung der einen in die andere Form begünstigt. Ein solcher Konformationswechsel erinnert an ein Uhrwerk, das sich zwischen zwei definierten Zuständen hin und herdreht und erklärt zugleich, wie die signalabhängige Strukturänderung von Rezeptoren auf molekularer Ebene ablaufen könnte. mehr

Die Erforschung der Evolution sozialer Systeme mithilfe kooperativer Bakterien

2006 Velicer, Gregory
Evolutionsbiologie Mikrobiologie
Das langfristige Ziel unserer Forschung ist zu verstehen, wie sich soziale Systeme wechselnden Umweltbedingungen anpassen. Erst durch umfangreiche Kenntnisse über die den Anpassungen zugrunde liegenden Mutationen, die durch sie verursachten phänotypischen Effekte und schließlich derjenigen Umweltbedingungen, unter denen sie sich vorteilhaft auf die Selektion auswirken, ist ein tief greifendes Verständnis des Adaptionsprozesses möglich. Um dieses Ziel zu erreichen, führen wir an Myxococcus xanthus sowohl Evolutions-Experimente und Studien im Labor als auch hoch auflösende Analysen über phäno- und genotypische Variationen zwischen Wild-Isolaten durch. Im Folgenden werden einige unserer aktuellen Studien über im Evolutions-Experiment entstandene Genotypen vorgestellt. mehr

Zellwanderungen im Embryo des Zebrafisches: Wie Zellen ihren Weg beim Aufbau von Organen finden

2006 Gilmour, Darren; Knaut, Holger; Nüsslein-Volhard, Christiane
Entwicklungsbiologie Zellbiologie
Die Wanderung einer Zelle im Organismus ist ein komplizierter Prozess, der von einer genau gesteuerten Aktivität des Zytoskeletts in unterschiedlichen Regionen der Zelle bewirkt wird. Zellwanderungen sind bei der Wirbeltier-Entwicklung von fundamentaler Bedeutung, da die dreidimensionale Struktur vieler Organe durch gemeinsame Migration vieler Zelltypen gebildet wird. Solche Wanderungsprozesse spielen beim Aufbau des Nervensystems und der Blutgefäße eine große Rolle. Die gemeinsamen Wanderungen von vielen Zellen unterschiedlicher Herkunft müssen sehr genau koordiniert sein, damit jede einzelne Zelle an den richtigen Ort gelangt – es ist aber noch sehr wenig darüber bekannt, wie ein Embryo diese logistische Meisterleistung vollbringt. Embryonen des Zebrafisches Danio rerio haben viele Eigenschaften, die sie zu einem idealen Modellorganismus machen, um dieses dynamische Zellverhalten in vivo zu untersuchen: Die Embryonal-Entwicklung verläuft außerhalb des Mutterleibs und sie läuft sehr schnell ab, denn schon innerhalb von 24 Stunden nach der Befruchtung sind die meisten Organsysteme angelegt. Fischembryonen sind außerdem vollkommen durchsichtig - dies erlaubt, sie mithilfe von hochauflösenden Zeitraffer-Filmen im lebenden Zustand zu beobachten und zu untersuchen. mehr
Die Organismen des Tierreichs besitzen eine überraschend große Übereinstimmung in den molekularen Regulationsmechanismen, die ihre Entwicklung steuern. Bisher ist es aber vollkommen unklar, wie die verschiedenen Organismen diese Regulationsmechanismen verwenden und abwandeln, um die nahezu unendliche biologische Formenvielfalt zu schaffen, die wir in der Natur beobachten können. Die evolutionäre Entwicklungsbiologie geht der Frage nach, wie diese Vielfalt entsteht, indem verwandte, aber trotzdem unterschiedliche Arten miteinander verglichen werden. Dazu haben wir den Fadenwurm Pristionchus pacificus als Satellitensystem der evolutionären Entwicklungsbiologie etabliert. Nach der Erstellung einer ganzen Palette von molekularen Methoden zum Vergleich von P. pacificus mit dem Modellorganismus Caenorhabditis elegans, konzentrieren sich unsere gegenwärtigen Arbeiten auf die Entwicklungsbiologie, Neurobiologie, Genomik und Ökologie dieser Tierarten. mehr

Ein Blick in die molekularen Vorgänge beim Lernen

2005 Macchi, Paolo; Götze, Bernhard; Tübing, Fabian; Mallardo, Massimo; Köhrmann, Martin; Kiebler, Michael
Lernen und Gedächtnis sind elementare Eigenschaften höher entwickelter Organismen. Unter Lernen versteht man die Fähigkeit, sich Kenntnisse anzueignen. Gedächtnis bezeichnet die Fähigkeit, die erlernten Inhalte zu speichern und in neuen Kontexten wieder abzurufen. In den letzten 50 Jahren stellte sich heraus, dass sich verschiedene Arten von Gedächtnis bestimmten Regionen des Gehirns zuordnen lassen. Eine Region, die als Hippocampus bezeichnet wird, spielt hierbei eine besondere Rolle: Sie beherbergt Zellen, die für das so genannte explizite Gedächtnis verantwortlich sind. Unter dieser Form des Gedächtnis versteht man das bewusste Wissen über die Welt - im Gegensatz zu Gedächtnisformen, die uns bei unbewussten Handlungen leiten. Ziel unserer Forschung ist es, die zellulären und molekularen Grundlagen zu verstehen, die Lernen und Gedächtnis ermöglichen. mehr

Genom-Evolution in Wirts-adaptierten Bakterien

2004 Schuster, Stephan C.
Genetik Mikrobiologie
Die Verfügbarkeit einer großen Anzahl von bakteriellen Genomen hat es ermöglicht, den Einfluss der Lebensbedingungen eines Organismus auf die Struktur seines Genoms zu untersuchen. Die Genome verwandter, wirts-adaptierter Bakterien werden untersucht. Mikroorganismen, die sich sehr eng an einen Wirt in Form einer Symbiose oder eines krankheitserregenden Verhältnisses angepasst haben, kleine Genome aufweisen. Im Gegensatz hierzu besitzen Organismen, die in der freien Umwelt leben oder für den Wirt unschädlich sind, größere Genome. mehr
Das langfristige Ziel unserer Arbeiten ist es, die Mechanismen zu verstehen, mit denen sich Organismen an eine variable Umgebung anpassen. Voraussetzung dafür ist, dass man die Gene identifiziert, die für die Diversität im Erscheinungsbild von Pflanzen und Tieren verantwortlich sind. Auf dem Verständnis der Funktionsweise genetischer Netzwerke aufbauend möchten wir verstehen, welche Bedeutung die Variation im Erscheinungsbild von Lebewesen für die Anpassung an ihren Lebensraum hat. Diese Erkenntnisse sind nicht nur von rein akademischem Interesse, sondern werden uns auch helfen, die zukünftige Entwicklung von tierischen und pflanzlichen Populationen in einer Ära, in der sich die Umwelt besonders durch menschlichen Einfluss rapide verändert, voraussagen zu können. mehr
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