Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik

Max-Planck-Forschende zeigen, dass bei der Ort des Transkriptionsbeginns meist auch den Ort des Transkriptionsendes bestimmt

Mastzellen bringen sich mit Zelladhäsionmolekülen im Gewebe in Stellung

Forschende klären den Ursprung einer seltenen Erkrankung

Forschende erfassen fein-orchestrierte Proteinaktivität der frühen Gehirnentwicklung

Neuronale Granula als Bewahrer des ausgewachsenen Nervensystems identifiziert

Der Max-Planck-Wissenschaftler Tim Lämmermann erforscht, wie Immunzellen in Schwärmen auf die Jagd nach Krankheitserregern gehen. Die Zellen zeigen dabei ein Verhalten, das Biologen auch von einem Insekt kennen: der Asiatischen Honigbiene.

Die Geschlechtschromosomen sind zwischen Männern und Frauen ungleich verteilt. Doch der Natur gelingt es, diesen genetischen Gendergap auszubalancieren. Welche ausgeklügelten epigenetischen Mechanismen dahinterstecken, erforscht Asifa Akhtar, Direktorin am Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik in Freiburg, mit ihrem Team. Als Vizepräsidentin der Max-Planck-Gesellschaft für die Biologisch-Medizinische Sektion setzt sie sich auch dafür ein, den Gendergap im Wissenschaftsbetrieb zu verringern.

Mitte der 1970er-Jahre gelang es Georges Köhler, später Direktor am Freiburger Max-Planck-Institut für Immunbiologie, eine kurzlebige Immunzelle mit einer teilungsfreudigen Krebszelle zu verschmelzen. Heraus kam eine unsterbliche Zellschimäre mit der Fähigkeit, baugleiche („monoklonale“) Antikörper zu produzieren – eine Revolution in der Biologie und Medizin. 1984 bekam Köhler dafür den Nobelpreis, gemeinsam mit César Milstein und Niels Kaj Jerne. Dieses Jahr hätte der früh verstorbene Forscher seinen 70. Geburtstag gefeiert.

Unser Wissen ist ein unsicherer Besitz – die Forschung verändert es ständig. Dabei verwandelt sie Unwissen in Wissen, und in glücklichen Fällen bringt sie neues Unwissen hervor. Unser Autor analysiert die Bedingungen, die für die fortschreitende Erkenntnis besonders fruchtbar sind.

Längst nicht alles liegt in den Genen. Eine wichtige Rolle spielt die Regulierung der Proteinmenge, die nach biochemischen Bauplänen hergestellt wird. Auf einem Kongress diskutierten Biologen kürzlich die Zusammenhänge – und welche Rolle Umwelteinflüsse dabei spielen.

Neutrophile Granulozyten sind Fresszellen der angeborenen Immunantwort und Ersthelfer unseres Immunsystems. Sie patrouillieren durch Blutgefäße und wandern bei Anzeichen einer Entzündung oder Infektion schlagartig ins Gewebe ein, um dort Krankheitserreger zu eliminieren. Im Gewebe angekommen, schließen sie sich zu beeindruckenden Zellschwärmen zusammen und greifen Erreger gemeinsam an. Unsere Forschung zeigt, dass Neutrophile ein molekulares Start-Stopp-System entwickelt haben, um ihre Schwarmaktivität selbst zu kontrollieren und Bakterien in Geweben effektiv zu beseitigen.

Neuronen, auch als Nervenzellen bekannt, senden und empfangen Signale in unserem Gehirn. Sie erfüllen Aufgaben, die kein anderer Zelltyp bewältigen kann. Unsere Forschung hat gezeigt, dass bestimmte RNA Sequenzen notwendig sind, um Neuronen ihre einzigartige Identität zu verschaffen, und um zu gewährleisten, dass sie sich richtig entwickeln und funktionieren. Wir erforschen die genregulierenden Mechanismen, die zur Einzigartigkeit von Neuronen führen, um neurologische Erkrankungen besser zu verstehen und Ansätze für neue Therapien zu schaffen.

Die Frage, ob neben der genetischen Information auch epigenetische Veränderungen an die nächste Generation vererbt werden, beschäftigt die Forschung schon lange. Diese Studie zeigt, dass eine epigenetische Modifikation, H3K27me3, durch die mütterliche Keimbahn vererbt wird und die Genexpression während der frühen Embryonalentwicklung beeinflusst.

Jedes Organ in unserem Körper setzt sich aus einer Vielzahl einzelner Zellen zusammen. Der Schlüssel zum Verständnis der Funktion eines Organs ist die Kenntnis der unterschiedlichen Zelltypen, die ihrerseits verschiedene Funktionen ausüben, und ihrer Entwicklungswege, beginnend bei sogenannten Stammzellen. Innovative neue Methoden der Molekularbiologie erlauben nun die gleichzeitige Messung tausender Moleküle in einzelnen Zellen. Damit kann eine Art Fingerabdruck erstellt werden, der es erlaubt Zelltypen verschiedener Funktion zu unterscheiden und ihre Entwicklungswege zu kartieren.

Alle Lebensformen besitzen Immunsysteme, um sich gegen Fremdeinwirkung, besonders gegen Pathogene, zu schützen. Entscheidend dabei ist die Unterscheidung zwischen Selbst und Fremd. Wissenschaftler widmen sich bei ihren Studien zur Evolution und Funktion der Immunsysteme der Wirbeltiere deren gemeinsamen Organisationsprinzipien und artspezifischen Besonderheiten und versuchen, die Immunfunktionen ausgestorbener Tiere zu rekonstruieren. Mit dem daraus entwickelten Verständnis werden die Grundlagen geschaffen, Teile des Immunsystems künstlich herzustellen und für therapeutische Zwecke zu nutzen.