Institute und Experten

Der menschliche Körper besteht zu mehr als 90 Prozent aus Bakterienzellen. Die Untersuchung der genetischen Variation in Bakterien hat Erkenntnisse über die menschliche Populationsgeschichte, die aus Studien zur genetischen Diversität gewonnen wurden, bestätigt und darüber hinausgehende Erkenntnisse erbracht. Forscher am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie beschreiben die Variation im Mikrobiom des menschlichen Speichels, bestimmen die Faktoren, die das Speichel-Mikrobiom eines Individuums beeinflussen, und identifizieren spezielle Bakterienspezies im menschlichen Speichel.

Proteine können durch Modifikationen neue Aufgaben erfüllen. Werden Proteine mit dem kleinen Protein Ubiquitin modifiziert, so werden sie häufig dem zellulären Abbau zugeführt. Unsere Arbeiten zeigten jedoch, dass Ubiquitin und das verwandte Protein SUMO auch DNA-Reparatur und Genomstabilität vermitteln. Beim Menschen ist dieses System wichtig, um Tumorbildung zu vermeiden.

Kräne und Bagger und viele Arbeiter: Die straffe Organisation auf einer Baustelle erschließt sich nur dem geduldigen Beobachter. Einen ähnlich langen Atem brauchen Forscher, um zelluläre Prozesse zu entschlüsseln. Mithilfe moderner Mikroskopie, die in Kombination mit sensitiven Kameras und computergestützen Verfahren zum Einsatz kommt, können nun aber bislang unbekannte Strukturen und Prozesse sichtbar gemacht und mit fast mathematischer Präzision analysiert werden. So etabliert sich ein neues Bild von der Zelle – als hochdynamisches und zugleich streng koordiniertes biologisches System.

Blut- und Lymphgefäße sind das Verkehrsnetz unseres Körpers. Arterien versorgen Gewebe mit Nährstoffen und Sauerstoff, während Venen Stoffwechselendprodukte und Kohlenstoffdioxid abtransportieren. Vom Blutkreislauf streng getrennt verläuft das Lymphgefäßsystem, das Gewebsflüssigkeit und weiße Blutkörperchen in die Venen zurückleitet und somit für das Immunsystem wichtig ist. Die Trennung der Gefäßsysteme ist ein aktiver Prozess, in dem Blutzellen eine große Rolle spielen: Sie beeinflussen das Wachstum von Lymphgefäßen. Dies ist für zukünftige Therapien von Gefäßerkrankungen von Bedeutung.

Die Forschung in der Abteilung Strukturbiologie ist darauf fokussiert zu verstehen, wie die Strukturen von Membranproteinen –  möglichst im atomaren Maßstab – auf den Membrantransport und die biologische Energieumwandlung einwirken. Zu den wichtigsten Methoden gehören die Kristallographie (2D und 3D) von Membranproteinen, die Einzelpartikel-Elektronenmikroskopie und die Elektronen-Kryotomographie (cryo-ET) von biologischen Membranen. Bis auf wenige Ausnahmen werden alle Membranproteine für die Kristallographie sowie die Membranen oder Organelle für die Tomographie in der Abteilung hergestellt.