Brillante Forscherinnen

Lise-Meitner-Gruppe Planetenentstehung
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Göttingen
Die Erde ist bislang der einzige bekannte Planet, auf dem Leben existiert. Das macht sie für uns Menschen einzigartig. Gleichzeitig wissen wir, dass unser Planet nur ein winziger Teil eines riesigen Kosmos ist, der aus Milliarden von Sternen und Planetensystemen in der Milchstraße und unzähligen Galaxien darüber hinaus besteht. Um die Erde in diesem riesigen Zusammenhang besser zu verstehen, entwickeln Joanna Drążkowska und ihr Team ein umfassendes Modell. Sie wollen zeigen, wie Planeten in unserem Sonnensystem und Exoplaneten außerhalb des Gravitations-Einflussbereich der Sonne, entstehen. Dabei berücksichtigen sie erstmals alle Entwicklungsphasen und veranschaulichen so den gesamten Weg von mikrometergroßen Staubpartikeln zu voll ausgebildeten Planeten.

Lise-Meitner-Gruppe Multiskalige Wolkenphysik
Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg
Sie gehören unweigerlich zum Leben auf der Erde dazu: die Wolken am Himmel. Allerdings sind sie im wahrsten Sinn des Wortes schwer zu fassen, auch für die Forschung. Genau darin liegt ein bislang noch nicht gelöstes Problem, denn Wolken spielen eine zentrale Rolle im Klimasystem. Wie sie sich in einer wärmer werdenden Welt verändern, beeinflusst beispielsweise maßgeblich, wie stark sich die Temperatur bei steigendem CO₂-Gehalt tatsächlich erhöht. In Anbetracht dessen wollen Franziska Glassmeier und ihr Team mit einem neuen Forschungsansatz die Rolle von Wolken in der Klimamodellierung berechenbarer machen. Ihre Methodik zielt darauf ab, das kollektive Verhalten ganzer Wolkenfelder auf unterschiedlichen Skalen zu erfassen – anstatt sich detailliert auf einzelne Wolkenprozesse zu konzentrieren.

Lise-Meitner-Gruppe Neurolearn – Neuroplastizität in Entwicklung und Lernen
Max-Planck-Institut für Bildungsforschung, Berlin
Neugeborene sind hilflos und auf die Fürsorge anderer Menschen angewiesen. Und doch, innerhalb weniger Jahre entwickeln sich nicht nur unsere Körper, sondern vor allem unsere Gehirne rasant. Allein im ersten Lebensjahr wächst das Gehirnvolumen um 101 Prozent. Dies verdeutlicht die bemerkenswerte Neuroplastizität des menschlichen Gehirns – die Fähigkeit sich an neue Erfahrungen und Lernprozesse anzupassen. Mareike Grotheer und ihr Team erforschen die biologischen Grundlagen dieser Plastizität und ihrer Bedeutung für die Entwicklung und das Lernen über die gesamte Lebensspanne hinweg. Mithilfe von ihnen mitentwickelter modernster bildgebender Verfahren und Analysewerkzeuge stellen sie Zusammenhänge zwischen dem Lernprozess und Veränderungen in der Struktur und Funktion des Gehirns her. Mit ihren Studien wollen sie dazu beitragen, besser zu verstehen, warum Lernen in einem Fall gelingt und im anderen Fall – zum Beispiel bei Lernstörungen – scheitert.

Lise-Meitner-Gruppe Hominin Palaeogenomics (HOPE)
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Wie wurden wir Menschen zu den Lebewesen, die wir heute sind? Was unterscheidet den modernen Menschen (Homo sapiens) von seinen nächsten Verwandten – den Neandertalern oder den Denisovanern? Fest steht: Im Verlauf der Evolution setzte sich der Homo sapiens als vorherrschende Art durch, während alle seine archaischen Vorläufer und nahestehenden Menschengruppen verschwanden. Wie es dazu kommen konnte, erforschen Mateja Hajdinjak und ihr Team. Mit Hilfe von ihnen weiterentwickelter Methoden untersuchen sie DNA aus 30.000 bis 50.000 Jahre alten Skelettüberresten von Neandertalern und modernen Menschen. Dabei entdeckten sie, dass es mehrfach zu einer genetischen Vermischung kam. Die beiden Menschengruppen müssen also aufeinandergetroffen sein und eine Zeitlang gemeinsam gelebt haben. Die Forschungsgruppe um Hajdinjak analysiert nun, welche genetische und andere Faktoren es Homo sapiens erlaubt haben, die Verwandten zu überleben.

Lise-Meitner-Gruppe Statistische Physik fernab des Gleichgewichts
Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation, Göttingen
Sarah Loos und ihre Gruppe erforschen komplexe Systeme, die sich im ständigen Fluss befinden. In solchen Systemen wird kontinuierlich Energie auf mikroskopischer Ebene zugeführt, sodass sich kein thermodynamischer Gleichgewichtszustand einstellen kann. Beispiele hierfür sind lebende Materie, chemisch oder optisch angetriebene Partikel bis hin zu lernenden Computersystemen. Das Team untersucht Entropie- und Energieflüsse, Phasenübergänge und Fluktuationen, um grundlegende Gesetzmäßigkeiten des Nichtgleichgewichts zu entschlüsseln. Ein weiteres Ziel ist, Strategien zur gezielten Steuerung von Nichtgleichgewichtsprozessen abzuleiten. Diese Forschung könnte sowohl für biologische als auch für technische Anwendungen relevant sein, etwa um kollektives Verhalten von lebenden Organismen besser zu verstehen oder effizientere Maschinen und nanoskopische Roboter zu entwickeln.

Lise-Meitner-Gruppe Mechanistische Strukturbiologie
Max-Planck-Institut für Biophysik, Frankfurt am Main
Im Mittelpunkt nahezu allen Lebensprozessen steht der Elektronenfluss – winzige geladene Teilchen, die in sogenannten Redoxreaktionen von einem Molekül zum anderen wandern können. Bonnie Murphy und ihr Team erforschen, wie diese Reaktionen von spezialisierten Proteinen in der Zelle ausgeführt werden, die eine Rolle bei der Bioenergetik, der Regulation und der Biosynthese spielen. Viele menschliche Redox-Protein-Komplexe weisen große Ähnlichkeiten mit denen auf, die im gesamten tree of life zu finden sind, weshalb vergleichende Studien dabei helfen können, ihre Funktionsweise zu verstehen. In der Welt der Mikroorganismen erreichen Vielfalt und Komplexität der Redoxproteine ein ganz anderes Ausmaß. Das Verständnis, wie diese hochentwickelten Komplexe ihre Reaktionen abwickeln, hilft zu erklären, wie sich verschiedene Mikroben in unterschiedlichen Umgebungen behaupten, aber auch, wie das Wachstum dieser Mikroben die Umwelt auf lokaler und globaler Ebene prägt. Vor diesem Hintergrund untersucht das Murphy Lab Prozesse wie die CO₂-Fixierung und Methanbildung sowie den Schwefel- und Stickstoffkreislauf. Die Arbeit des Teams stützt sich in hohem Maße auf den Einsatz der Kryo-Elektronenmikroskopie, und sie tragen aktiv zur Weiterentwicklung dieser Methoden bei. Insbesondere passt die Gruppe bestehende Techniken zur Elementkartierung im Elektronenmikroskop so an, dass sie auf empfindliche biologische Komplexe angewendet werden können. Diese Ansätze sollen dazu beitragen, grundlegende Fragen zu beantworten, etwa die der Energieumwandlung in der Biologie, der Rolle von Mikroorganismen im Klima- und Kohlenstoffkreislauf sowie metallabhängiger Prozesse, die für die menschliche Gesundheit relevant sind.

Lise-Meitner-Gruppe Dunkle Materie und Quantensensoren
Max-Planck-Institut für Physik, Garching
Wie kommt man Dunkler Materie auf die Spur – eine Frage, die Forschende weltweit beschäftigt. Das Problem: Sie wechselwirkt nicht elektromagnetisch mit bekannter Materie, emittiert kein Licht und ist daher unsichtbar. Nur das DAMA/LIBRA-Experiment nimmt für sich in Anspruch, Signale Dunkler Materie gemessen zu haben. Doch kein anderes Experiment konnte dieses Ergebnis bislang modellunabhängig bestätigen. Hier setzt die Arbeit von Karoline Schäffner und ihrem Team an. Sie haben das COSINUS-Experiment im Gran-Sasso-Untergrundlabor aufgebaut, das den umstrittenen Dunkle-Materie-Nachweis überprüfen soll. Nach der inzwischen weitgehend abgeschlossenen technischen Inbetriebnahme sollen Anfang 2026 die Messungen mit dem ersten jemals entwickelten kryogenen Natriumiodid Detektor-Array beginnen. In Zukunft wird sich Schäffners Team auf die Weiterentwicklung dieser Detektoren konzentrieren, welche auf einem neuartigen Quantensensor-Layout basieren. Ziel ist es, bisher noch unerforschte Parameterbereiche zu durchsuchen – und auch sehr leichte Dunkle Materie entdecken zu können. Darüber hinaus eröffnet die neu entwickelte Detektortechnologie die Möglichkeit, auch andere seltene physikalische Prozesse zu untersuchen.

Lise-Meitner-Gruppe Abwehrmechanismen der Wirtszelle
Max-Planck-Institut für Biochemie, München
Weltweit nehmen Resistenzen gegen Antibiotika zu. Dadurch steigt die Gefahr, dass Patienten an einer bakteriellen Infektion versterben, wenn ihr Immunsystem einen Erreger nicht bekämpfen kann und wirksame medikamentöse Behandlung aufgrund von Multiresistenzen nicht mehr möglich ist. Diesem wachsenden globalen Gesundheitsproblem wollen Marion Schuller und ihre Forschungsgruppe durch die Entwicklung neuer antibakterieller Strategien entgegenwirken. Dafür erforschen sie wie Phagen Viren, die Bakterien infizieren und abtöten in ihre Wirtszellen eindringen, um sich zu vermehren, und wie sich Bakterien gegen solche Angriffe verteidigen. Durch ein fundierteres Verständnis dieser Wechselwirkung will die Arbeitsgruppe Schuller neue Angriffspunkte für Antibiotika entdecken und Phagen mit verbesserter therapeutischer Sicherheit und Wirksamkeit entwickeln.

Lise-Meitner-Gruppe Postpartum Neurocircuits
Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung, Köln
Elternschaft wird von den meisten Menschen als einschneidendes Ereignis erlebt. Biologisch gesehen, gehen dabei die größten Veränderungen im Körper von Müttern vor sich. Bereits während der Schwangerschaft und erst recht nach der Geburt ändern sich ihr Stoffwechsel und die Hormonausschüttung drastisch. Silvana Valtcheva und ihr Team untersuchen, welche Prozesse sich dabei im Gehirn vollziehen. Sie analysieren, wie das Gehirn nach der Geburt die neuronalen Schaltkreise umbaut und dadurch empfänglich macht für die Aufnahme sensorischer Reize des Nachwuchses. Mit Hilfe unterschiedlichster Methoden weisen sie nach, wie Neugeborene und ihre Mütter sich verständigen. Ihr besonderes Interesse gilt der Frage, wie die vom Säugling ausgesandten Reize im Gehirn ihrer Mutter verarbeitet werden und die Mutter wunschgemäß reagieren lassen.
 

Lise-Meitner-Gruppe Technologie und Souveränität
Max-Planck-Institut für Gesellschaftsforschung, Köln
Unsere Welt wird immer digitaler. Sämtliche Lebensbereiche sind mittlerweile geprägt von digitalen Technologien. Sie gestalten die gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und politischen Beziehungen neu, werden aber gleichzeitig auch selbst durch die soziopolitischen Rahmenbedingungen einer Gesellschaft beeinflusst. Carola Westermeier und ihr Team untersuchen diese Wechselwirkungen und befassen sich mit dem Zusammenhang von Technologie und Souveränität: Wie verändern beispielsweise digitale Währungen Finanzbeziehungen? Und welche Spannungen gibt es zwischen dem Anspruch auf Datenschutz und den Anforderungen der digitalen Wirtschaft, die möglichst viele Daten systematisch erfassen und nutzen will? Westermeiers Forschungsgruppe analysiert die Herausforderungen der digitalen Transformation und schafft Grundlagen für umfassende Lösungsansätze.

Lise-Meitner-Gruppe Evolutionary Diversification and Innovation
Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön
Die Vielfalt des Lebens auf der Erde ist außerordentlich groß. Bei genauerer Betrachtung zeigt sich jedoch, dass  einige Merkmale dazu neigen, sich leichter weiterzuentwickeln, während die Entwicklung anderer Merkmale schwierig, wenn nicht gar unmöglich zu sein scheint. Nathalie Feiner und ihr Team widmen sich der Entschlüsselung dessen, was biologische Systeme für die Entwicklung zugänglich macht. Mithilfe von Eidechsen als Modellsystem entschlüsseln sie in einem integrativen Ansatz die Entwicklungsregeln, die der evolutionären Diversifizierung sowie der Entstehung neuer Farben, Muster und Formen zugrunde liegen.

Lise-Meitner-Gruppe Nicht-Hermitesche Topologische Phänomene
Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen
In unserer Forschungsgruppe befassen wir uns mit nicht-hermiteschen topologischen Phänomenen. Unser Fokus liegt insbesondere auf der Untersuchung von Modellen, die reale Gegebenheiten beschreiben und dabei explizit die Auswirkungen ihrer Umgebung berücksichtigen. Wir betrachten diese Modelle aus der Perspektive der Physik der kondensierten Materie sowie der Topologie, einem Zweig der Mathematik, der sich mit den Eigenschaften von Objekten befasst. Es hat sich gezeigt, dass die Umgebung einen erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften eines Systems ausüben kann, was in der Regel zu außergewöhnlichen Phänomenen führt, die weit über konventionelle Phasen hinausgehen. Die Untersuchung solcher Konstellationen ist ein neues und spannendes interdisziplinäres Forschungsgebiet mit Anwendungen sowohl in der klassischen als auch in der Quantenphysik. In meiner Gruppe untersuchen wir offene Quantensysteme, nichtlineare optische Anordnungen sowie Quantenmaterialien, die für die Festkörperphysik von großer Bedeutung sind.

Lise-Meitner-Gruppe Bakteriophagen
Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried
Unsere Forschungsgruppe konzentriert sich auf die Untersuchung von Bakteriophagen: Viren, die darauf spezialisiert sind, Bakterien zu infizieren. Bakteriophagen sind die am häufigsten vorkommende und vielfältigste biologische Einheit auf unserem Planeten. Viele Enzyme, die in zellulären Organismen konserviert sind, wie beispielsweise RNA-Polymerasen, sind in Bakteriophagen nicht konserviert und weisen daher einzigartige auf. Die Erforschung der vielfältigen molekularen Maschinen und Prozesse, die sich in Bakteriophagen entwickelt haben, liefern wertvolle Einblicke in die Evolution und dienen als eine Quelle für neue biotechnologische Werkzeuge. Derzeit erforschen wir die Mechanismen der Transkription durch ungewöhnliche Phagen-RNA-Polymerasen, bei der Übertragung von Phagen-DNA auf die Wirtszelle, als auch bei der Translation von Phagengenen.

Lise-Meitner Gruppe Kognitive Neurogenetik in einem sozialen Kontext
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig
Wie unterstützt die Struktur des menschlichen Gehirns seine Funktionen? Die Antwort auf diese Frage liegt an der Schnittstelle von Gen-Umwelt-Interaktionen und einem ausgewogenen Gleichgewicht zwischen Stabilität und Plastizität. Aufgrund der langwierigen menschlichen Neuroentwicklung und des anhaltenden Einflusses des sozialen Lernens auf das menschliche Gehirn, kann das soziale Umfeld eine besonders relevante Rolle spielen. Sofie Valk und ihr Team führen Erkenntnisse aus den Neurowissenschaften, der Sozialpsychologie, der Evolutionsbiologie und der Genetik zusammen. Sie wollen mittels hochentwickelter computergestützte Techniken, eine Brücke zwischen Biologie und Geist schlagen, über verschiedene Systeme und Skalenebenen hinweg.

Lise-Meitner-Gruppe BirthRites: Geburtsriten: Kulturen der Fortpflanzung
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Die Konstruktion und Organisation der biologischen Fortpflanzung steht im Zentrum des menschlichen sozialen Lebens. Und die demografischen Ergebnisse dieser strukturierten kulturellen Welten prägen wiederum die Konturen der Evolution. Ein Jahrhundert anthropologischer Forschung hat erhebliche Unterschiede in den Motivationen und Institutionen aufgedeckt, die die Fortpflanzung regulieren. Dennoch bleibt weitgehend unklar, wie sich diese Merkmale parallel zu den demografischen Strukturen entwickeln oder wie sie sich skalieren, um makro-demografische Muster zu erzeugen. Das Ziel dieser interdisziplinären Gruppe ist es, das Zusammenspiel zwischen Kultur und Demografie in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft besser zu verstehen, theoretische Modelle der Reproduktionsdynamik im Bereich der kulturellen Evolution zu entwickeln und Forschungspraktiken aus den Geistes- und Naturwissenschaften zusammenzuführen.

Lise-Meitner-Gruppe Organische Bioelektronik
Max-Planck-Institut für Polymerforschung, Mainz
Elektronische Geräte haben sich in wenigen Jahrzehnten rasant entwickelt – von sperrigen und langsamen Geräten hin zu heutiger leichter, vielfältiger Elektronik, die in unseren Alltag integriert und nicht mehr wegzudenken ist. Doch wie wird die Elektronik der Zukunft aussehen? Ulrike Kraft und ihr Team untersuchen eine neue Klasse flexibler und dehnbarer organischer elektronischer Materialien, insbesondere  elektrisch leitfähige Polymere sowie deren Anwendung in elektronischen Bauelementen wie biegsamen Transistoren und Biosensoren. Aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften, Biokompatibilität sowie energieeffizienten und kostengünstigen Herstellung auf elastischen Substraten, bieten neuartige organische elektronische Materialien und Biosensoren das Potenzial, die personalisierte Medizin- und Langzeit-Monitoring zu revolutionieren.

Lise-Meitner-Gruppe Coded Objects
Kunsthistorisches Institut in Florenz – Max-Planck-Institut, Florenz, Italien
Informationen zu gestalten und zu verbreiten, ist in Weltpolitik und -wirtschaft immer wichtiger geworden. Dennoch bleiben die formalen und materiellen Implikationen von „Codes“ oft unbemerkt oder ungeprüft – ebenso wie andersherum die Auswirkungen, die Objekte auf die Gestaltungsprozesse unserer Umwelten haben. Wir betrachten daher den Raum des Codierens nicht als abstrakte Technologie oder entfernte Aktivität, sondern vielmehr als das kulturelle, soziale und ästhetische Programmieren von Objekten mittels Gestaltung. Was würde es bedeuten, "Coded Objects" nicht als stabile Definition von Dingen zu betrachten, sondern als eine methodologische Untersuchung von zum einen formgebenden Operationen und zum anderem den Materialien aus denen Objekte gefertigt werden? Verstanden als Methode der Refraktion stellen wir mit "Coded Objects" in der multidisziplinäre Forschungsgruppe jeden Glauben an "neutrale" Technologie oder immaterielle Bürokratie in Frage. Stattdessen verspricht die Untersuchung der konkreten Formung von Werten durch ästhetische und materielle Mittel unbequeme Reibungen und produktive Affinitäten, die notwendigerweise auf die Gegenwart einwirken.

Lise-Meitner-Gruppe Gefährdete Objekte: Zerfall, Verlust und Konservierung in der Kunstgeschichte
Bibliotheca Hertziana – Max-Planck-Institut für Kunstgeschichte, Rom, Italien
Wir wollen, dass  Kunstwerke so lange wie möglich erhalten bleiben. Wir schützen sie vor natürlichem Verfall, Kriegen und Vandalismus. Wir untersuchen den ursprünglichen Zustand zum Zeitpunkt ihrer Entstehung, aber wir wissen auch, dass Veränderungen unvermeidlich sind. Francesca Borgo und ihre Gruppe untersuchen, was mit alternden Artefakten im Laufe der Zeit geschieht. Um die Mechanismen von Verfall und Verlust besser zu verstehen, konzentrieren sie sich darauf, wie die physische Instabilität von Objekten die Art und Weise bestimmt, wie sie behandelt werden.

Lise-Meitner-Gruppe Suche nach leichter neuer Physik
Max-Planck-Institut für Physik, München
Wir wissen immer noch nicht, woraus die Dunkle Materie des Universums besteht. Vermutlich bilden neuartige Elementarteilchen diese rätselhafte kosmische Substanz. Nachzuweisen ist sie bislang nur indirekt durch Gravitation, die wechselseitige Anziehung von Massen. Auch Babette Döbrich und ihre Gruppe sind an der weltweiten Suche nach einer konkreten Spur Dunkler Materie beteiligt. Sie wirken an Experimenten mit, um neue, leichte Teilchen zu entdecken, aus denen sie sich zusammensetzen könnte.

Lise-Meitner-Gruppe Spin3D: Dreidimensionale magnetische Systeme
Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe, Dresden
Magnete sind in unserem Alltag allgegenwärtig: Sie spielen eine Schlüsselrolle bei der Energieerzeugung und der Datenverarbeitung. Doch bleiben die Physik von Magneten und die Suche danach, wie man sie über bekannte Anwendungen hinaus nutzbar machen kann, meist zweidimensional. Claire Donnelly und ihre Gruppe hingegen stoßen mit neuen Techniken in die dritte Dimension vor. Mit ihren 3D-Experimenten wollen sie Grundlagen für umweltfreundlichere und leistungsfähigere magnetische Geräte schaffen.

Lise-Meitner-Gruppe Aktives Sehen
Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz, Martinsried
Unsere Augen sind ständig in Bewegung. Allerdings nehmen wir das nur selten bewusst wahr, weil das Gehirn während dieser Bewegungen die visuelle Wahrnehmung teilweise unterdrückt. Lisa Fenk und ihr Team wollen verstehen, wie das Gehirn visuelle Merkmale als relevant (oder irrelevant) filtert und dadurch bestimmt, was wir aktiv und bewusst sehen. Als Modellorganismus nutzen sie Fruchtfliegen. Diese können ihre Netzhaut über winzige Muskeln bewegen, und diese Bewegungen sind unseren Augenbewegungen erstaunlich ähnlich.

Lise-Meitner-Gruppe Sprache und Datenverarbeitung in neuronalen Systemen
Max-Planck-Institut für Psycholinguistik, Nijmegen, Niederlande
Sind wir Menschen künstlicher Intelligenz noch überlegen? Auf dem Gebiet von Sprache und deren Verarbeitung ist das eindeutig der Fall. Nur der Mensch kann Dinge verstehen und benennen, von denen er vorher nie gehört hat. Das in unserem Gehirn gespeicherte Sprachwissen geht weit über angelernte und durch Erfahrungen gewonnene Kenntnisse und Verteilungsinformationen hinaus. Andrea Martin und ihre Gruppe untersuchen, wie das Gehirn sowohl strukturierte als auch statistische sprachliche Informationen speichern und nutzen kann.

Lise-Meitner-Gruppe Genomorganisation und -regulation
Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften, Göttingen
Die Fähigkeit von Zellen, die Aktivität ihrer Gene genau zu regulieren, ermöglicht die Entwicklung komplexer Organismen mit Hunderten von spezialisierten Zelltypen, die alle dieselbe DNA-Sequenz teilen. In ihrer Forschung untersucht Marieke Oudelaar die molekularen Mechanismen, durch die die Genaktivität während der Entwicklung reguliert wird. Ihre Gruppe befasst sich insbesondere mit der räumlichen Organisation der DNA in den Zellen und damit, wie die daraus resultierenden 3D-Strukturen mit der Aktivität der darin enthaltenen Gene zusammenhängen.

Lise-Meitner-Gruppe Sozialverhalten
Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Jena
Das Zusammenleben in einer Gruppe bringt Vor- und Nachteile mit sich. Einerseits bieten Gruppen Schutz und ermöglichen Arbeitsteilung; andererseits kann es sein, dass sich Infektionskrankheiten infolge des engen Zusammenlebens in einer Gruppe leichter ausbreiten. Yuko Ulrich und ihr Team untersuchen am Beispiel der Ameisen, welche Ursachen und Folgen soziales Verhalten hat und ob es tatsächlich Formen der sozialen Organisation gibt, die die Übertragung von Krankheiten verringern können.

Lise-Meitner-Gruppe China im globalen Wissenschaftssystem
Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte, Berlin
China ist zum größten Produzenten wissenschaftlicher Artikel und Aufsteiger in globalen Universitäts-Rankings geworden. Die chinesische Regierung fördert dies gezielt, differenziert stark zwischen Natur- und Sozialwissenschaften und kontrolliert wissenschaftliches Arbeiten politisch. Anna Ahlers erarbeitet mit ihrer Gruppe eine Wissenschaftssoziologie, die in den Blick nimmt, wie das politische Regime und gesellschaftliche Werte die Wissenschaft in China und das globale Wissenschaftssystem beeinflussen.

Lise-Meitner-Gruppe Zelluläre Informationsverarbeitung und Lernprozesse
Max-Planck-Institut für Neurobiologie des Verhaltens - caesar, Bonn
Zellen verarbeiten Informationen in Echtzeit und reagieren auf die Kombination chemischer Signale, die räumlich und zeitlich ständig variieren. Eine solche Informationsverarbeitung ähnelt dynamisch der sensorischen Informationsverarbeitung neuronaler Mikroschaltungen in der Großhirnrinde. Aneta Koseskas Ziel ist es, eine generische Theorie der Informationsverarbeitung und des Lernens auf der Ebene biochemischer Netzwerke in einzelnen Zellen zu entwickeln.

Lise-Meitner-Gruppe Technologische Primaten
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Der Gebrauch von Werkzeugen ebnete den evolutionären Weg für die Entwicklung der Menschheit. Überraschenderweise ist sehr wenig über den genauen Ursprung und die Evolution von Werkzeuggebrauch bekannt. Der Ansatz von Lydia Luncz ist, verschiedene Affenarten als Modell für das Werkzeugverhalten früher Hominine heranzuziehen. Vergleiche zwischen den Arten ermöglichen es, das Wissen über die adaptive Bedeutung des Werkzeuggebrauchs zu erweitern und das Verständnis der kulturellen und Verhaltensentwicklung des Menschen zu verbessern.

Lise-Meitner-Gruppe Katalyse mit metallorganischen Gerüsten und Nanopartikeln
Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim / Ruhr
Die Forschungsthemen in meiner Gruppe beziehen sich auf Probleme welche, sollten sie gelöst werden, die nachträgliche Herstellung von wichtigen Ressourcen ermöglichen oder erleichtern würden. Zum Beispiel würde die Darstellung eines Katalysators, der die katalytische Transformation von „weniger reaktiven“ Ausgangsverbindungen in der Gegenwart von „reaktiveren“ Verbindungen ermöglicht, oder eines Katalysatorträgers, der eine aktive Rolle in der Kontrolle des Reaktionsverlaufs spielen kann, die Herstellung von Basischemikalien erleichtern.

Lise-Meitner-Gruppe Galaxienzentren
Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg
Nadine Neumayer und ihre Forschungsgruppe untersuchen, welche Rolle schwarze Löcher bei der Entwicklung von Galaxien spielen. An welchem Punkt in der Entwicklung einer Galaxie, und unter welchen Bedingungen entsteht ein massereiches schwarzes Loch? Haben alle Galaxien ein schwarzes Loch im Zentrum? Um diese Fragen zu beantworten, werden systematisch diejenigen Galaxien erforscht, die sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium befinden. Die Ergebnisse geben Einblicke, wie sich Galaxien entwickeln, und wie sich Materie im Universum verteilt. mehr

Lise-Meitner-Gruppe Biologie von Malaria-Parasiten
Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie, Berlin
In vielen saisonalen Malariagebieten sind Moskitos über mehrere Monate abwesend. Die Biologin Silvia Portugal zielt darauf ab, zentrale molekulare Mechanismen zu identifi zieren, die die Virulenz der Parasiten saisonal regulieren, ein mehrmonatiges Fortbestehen der subklinischen Parasiten ermöglichen, und so eine Wiederaufnahme der Übertragung nach der Rückkehr der Mücken möglich macht.

Lise-Meitner-Gruppe Knotentheorie und niedrigdimensionale Topologie
Max-Planck-Institut für Mathematik, Bonn
Die Topologie beschäftigt sich mit Räumen beliebiger Dimensionen und deren Eigenschaften. Zum Beispiel ist die Oberfläche einer Kugel eine zweidimensionale Mannigfaltigkeit, ein Kreis eine eindimensionale. Drei- und vierdimensionale Mannigfaltigkeiten sind abstrakter und schwer zu veranschaulichen. Aber sie lassen sich durch verknotete Schleifen im dreidimensionalen euklidischen Raum genau beschreiben und untersuchen. Diesen Zusammenhang besser zu verstehen, daran forscht Arunima Ray – insbesondere im Hinblick auf topologische und glatte Strukturen.

Lise-Meitner-Gruppe Systemepigenetik
Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin
Bei Säugetieren enthält ein einzelnes Genom alle Informationen, um eine große Zahl unterschiedlicher Zelltypen zu erzeugen. Edda Schulz wird kürzlich entwickelte Methoden verwenden, die auf dem CRISPR-System basieren und es ermöglichen, bestimmte Gene oder genomische Elemente mit hohem Durchsatz präzise zu modifizieren. In Kombination mit einer Reihe theoretischer und Computer gestützter Ansätze lässt sich so die Komplexität der Genomregulation entschlüsseln. mehr

Lise-Meitner-Gruppe Der Gravitationslinseneffekt und seine astrophysikalischen Anwendungen
Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching
Simona Vegetti wird Beobachtungen des starken Gravitationslinseneffekts verwenden, um die Menge und die strukturellen Eigenschaften von Halos aus dunkler Materie zu messen und dadurch klare Eingrenzungen der Natur dunkler Materie bereit zu stellen. Sie wird ebenfalls die physikalischen Eigenschaften von Galaxien bei hoher Rotverschiebung messen, welche durch den Gravitationslinseneffekt abgebildet worden sind, um die Entstehung von Sternen und die Feedback-Prozesse auf Skalen unterhalb von Kiloparsec in kosmologisch interessanten Epochen zu studieren.

Lise-Meitner-Gruppe Astrophysikalische Spektroskopie und kosmische Nukleogenese
Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg
Die Spektroskopie ist eine Standardtechnik in Physik, Chemie und Technik. Die astrophysikalische Spektroskopie voranzutreiben, ist Maria Bergemann in ihrer bisherigen Forschung gelungen – indem sie neue Modelle der Strahlungsübertragung in stellaren Atmosphären entwickelt hat. Mit einem interdisziplinären Forschungsansatz will die Astrophysikerin nun neue intelligente Methoden zur Mustererkennung aus Sternenspektren generieren, um neue Erkenntnisse über den Ursprung der chemischen Elemente und die Entwicklung unserer Milchstraße zu gewinnen.

Lise-Meitner-Gruppe Kognition und Plastizität
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig
Lange Zeit galt das Gehirn eines Erwachsenen als unveränderlich. Bis Neurowissenschaftler herausfanden, dass sich Synapsen, Nervenzellen oder sogar ganze Hirnareale während jeder Lebenszeit gezielt verändern lassen. Die Psychologin Gesa Hartwigsen will zentrale Mechanismen dieser Neuroplastizität identifizieren, beispielsweise beim Erlernen neuer kognitiver Fähigkeiten oder bei der Kompensation von Hirnläsionen, etwa nach einem Schlaganfall.

Lise-Meitner-Gruppe Prinzipien der Stammzellerhaltung und Geweberegeneration, organoide Kulturen und Krankheitsmodellierung
Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik, Dresden
Meritxell Huch forscht an Organoidkulturen. Aufbauend auf ihren bisherigen Erkenntnissen zum Beitrag von Leber- und Bauchspeicheldrüsenzellen bei der Regeneration von adultem Gewebe hat sich die Pharmakologin nun folgendes Ziel gesetzt: die grundlegenden biologischen Mechanismen bei der Geweberegeneration wie auch der Krebsentstehung zu identifizieren.

Lise-Meitner-Gruppe Umweltneurowissenschaften
Max-Planck-Institut für Bildungsforschung, Berlin
Welche Auswirkungen hat die physikalische Umwelt auf Gehirn, Verhalten und Gesundheit? Dieser Frage widmet sich Simone Kühn. Dabei gilt ihr besonderes Augenmerk neuronalen Mechanismen – sowohl im urbanen Leben, wie auch in extremen Umwelten, etwa in der Antarktis. Daraus abgeleitet werden sollen Maßnahmen, die menschliches Wohlbefinden nachhaltig steigern.

Lise-Meitner-Gruppe Simulationen aus Ab-initio-Methoden: Struktur und Dynamik aus der Quantenmechanik
Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie, Hamburg
Mariana Rossis Ziel ist es, einen neuen Rahmen für die quantenchemische Untersuchung realistischer bio- und anorganischer Systeme zu entwickeln, der mit bisher unerreichter Auflösung und Exaktheit arbeitet. Dafür kombiniert sie Ab-initio-Methoden der Quantenmechanik mit Methoden des Maschinenlernens, wodurch die Berechnungen beschleunigt werden. Rossi will nicht nur die Struktur, sondern auch die nuklearen und elektronischen Reaktionseigenschaften von Materie aus anorganischen und organischen Komponenten vorhersagen.

Lise-Meitner-Gruppe Panafrikanische Evolution
Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte, Jena
Die Archäologin Eleanor Scerri untersucht mit ihrem Team die menschliche Evolution und Demografie in Afrika und Südwestasien. Dabei kombiniert sie Feldprojekte mit verschiedenen Ansätze aus Archäologie, Genetik, Biogeographie und Klimawissenschaften. Besonderer Fokus liegt auf Westafrika, einer der derzeit am wenigsten verstandenen Regionen des Kontinents im Hinblick auf menschliche Evolution.

Lise-Meitner-Gruppe Universelle Erfassung ionisierter Materie mit schnellen Radioblitzen
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn
Die Forschung der Astronomin Laura Spitler konzentriert sich auf „Schnelle Radioblitze“ – auch bekannt als Fast Radio Bursts (FRBs). Darunter sind einmalige kurze Ausbrüche im Bereich der Radiostrahlung mit einer Dauer von wenigen Millisekunden in (vermutlich) extragalaktischen Entfernungen zu verstehen. Nun will Spitler das Potenzial von FRBs als Sonden für extra-galaktische Plasmen erforschen.

Lise-Meitner-Gruppe Neuronale Grundlagen vokaler Kommunikation
Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz, Seewiesen
Ob Fahrradfahren, das Nähen einer Naht oder Pfeifen eines reinen Tons – die meisten Bewegungen werden als mühelos wahrgenommen. Dass dem nicht so ist, weiß Daniela Vallentin: Am Beispiel von Singvögeln erforscht die Neurowissenschaftlerin neuronale Schaltkreise, die dem Lernen und der Erzeugung ihres komplexen Stimmverhaltens zugrunde liegen.