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Angeborene Immunität und Infektion
Wenn Krankheitserreger in den Körper eindringen, werden sie erkannt und Abwehrsysteme des Körpers werden direkt aktiviert. Interferone sind Moleküle, die zu der ersten Abwehrlinie des Körpers zählen. Sie verhindern die Vermehrung und Ausbreitung von Viren im Körper und alarmieren das Immunsystem. Lesen Sie hier, wie wir versuchen, dieses System zu entschlüsseln, um neue Ansätze für die Prävention und Therapie von Infektionen zu finden.
Synthetische Biologie von mikrobiellen Naturstoffen
Die Bozhüyük-Gruppe konzentriert sich auf bakterielle Naturstoffe mit einzigartigen Strukturen und bioaktiven Eigenschaften. Die Gruppe untersucht modulare und multifunktionale Megaenzyme wie Polyketidsynthasen (PKSs) und nicht-ribosomale Peptidsynthetasen (NRPSs), die viele wichtige klinische Wirkstoffe produzieren - jedoch besonders wertvoll sind, um neue Antiinfektiva zu entwickeln. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) .
Strukturelle Infektionsbiologie
Die moderne infektionsbiologische Forschung versucht, die Wechselwirkungen zwischen Wirt und Pathogen zu verstehen und gezielt zu manipulieren. Die damit verbundenen Untersuchungen haben interdisziplinären Charakter und verbinden Forschungsfelder wie die Zellbiologie mit der Mikrobiologie. In der Strukturellen Infektionsbiologie werden darüber hinaus verschiedenste biophysikalische Methoden angewendet, die es uns erlauben, den Infektionsprozess oder Teilaspekte davon bei hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu untersuchen. Diese Abteilung hat ihren Sitz im Center for Structural Systems Biology (CSSB) am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg.
Struktur und Funktion der Proteine
Der Schlüssel zu neuen Angriffspunkten gegen Krankheitserreger steckt im Detail, genauer: in Proteinen, über die die Krankheitserreger mit ihren Wirten in Kontakt treten oder die sie für lebenswichtige Stoffwechselprozesse benötigen. Die Wirkungsweise dieser Eiweißstoffe lässt sich verstehen, wenn man ihre dreidimensionale Struktur kennt. Unsere Wissenschaftler:innen setzen hierfür moderne Techniken wie die Röntgenstrukturanalyse, Kernresonanzspektroskopie (NMR) und Massenspektrometrie ein.
RNA-Biologie bakterieller Infektionen
Ziel der Arbeitsgruppe von Jörg Vogel ist es, die gesamte funktionelle Vielfalt von nicht-kodierender RNA und deren Partnerproteinen in pathogenen Bakterien und im menschlichen Mikrobiom aufzuklären. Hierfür entwickeln wir neue RNA-Sequenzierungsmethoden auf Einzelzell-Ebene, mit deren Hilfe wir tiefere Einblicke in die RNA-Welt von Mikroorganismen erhalten und somit aufklären können, wann, wie, und warum RNA als Regulator bei Infektionsprozessen fungiert. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sollen helfen, Krankheitserreger zielgenau zu bekämpfen oder das Mikrobiom mit Präzision zu manipulieren. Unsere Projekte konzentrieren sich auf zahlreiche Bakterienarten, von Salmonella Typhimurium bis hin zu anaeroben Mikroben wie dem mit Darmkrebs in Verbindung gebrachtem Fusobacterium nucleatum . Diese Abteilung hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI).
Rekodierungsmechanismen in Infektionen
Verschiedene Virustypen wie Ebola, Influenza und HIV besitzen ein extrem kleines Genom, bei welchem RNA als genetisches Material verwendet wird. Damit ihre Gene von der Translationsmaschinerie des Wirtes in eine Vielzahl von Genprodukten umgeschrieben werden, haben sich verschiedene Strategien zu alternativer Translation entwickelt. Hierzu gehören unter anderem das Überlesen von Stopcodons oder die Verwendung alternativer ribosomaler Eintrittstellen (non-IRES initiation) und ribosomaler Rasterverschiebungen (Frameshifting). Interessanterweise werden diese Mechanismen auch bei der Expression der zellulären Gene des Wirtes verwendet. Durch unsere Forschung möchten wir die Prozesse verstehen, die es ermöglichen, auf einem RNA-Strang mehrere Proteine simultan zu codieren und wie dadurch Genexpression zeitlich und räumlich reguliert werden kann. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI).
Personalisierte Immuntherapie
Unsere Motivation ist es, grundlegende Fragen der Humanimmunologie anzugehen und sie in personalisierte Therapien und Diagnostik umzusetzen. Insbesondere erforscht unser Labor neue Anwendungen von Antikörpern und B-Zellen zur Behandlung und Vorbeugung menschlicher Infektionskrankheiten. Auch nach Jahrzehnten der Forschungsarbeiten, fehlen noch immer wirksame Impfstoffe gegen einige Viren, die einer Antikörperreaktion entgehen können. Um diese Herausforderung zu meistern, entwickeln wir Methoden zum besseren Verständnis der B-Zell-Reaktionen, also der Zellen, die Antikörper produzieren. Wir entwerfen maßgeschneiderte Impfstoffe, die die Immunantwort verbessern sollen, und bieten neuartige Lösungen für die Infektionsdiagnostik. Diese Abteilung hat ihren Sitz am Zentrum für Individualisierte Infektionsmedizin ( CiiM ).
One Health Surveillance
Die One Health Surveillance Core Unit koordiniert die langfristige und umfassende Proben- und Datensammlung zur Gesundheit von Mensch, Tier und Umwelt. Diese Probensammlung dient als Grundlage für Studien der Forschungsabteilungen, sowie für Kooperationen mit unseren Partnern.
Epidemiologie
Epidemiologie erforscht Gesundheit und Krankheit auf der Bevölkerungsebene – die Infektionsepidemiologie beschäftigt sich mit übertragbaren Krankheiten. Ihre Werkzeuge und Methoden sind systematische Befragungen, klinische Untersuchungen und labordiagnostische Nachweise sowie statistische Analysen. So können Ursachen und Risikofaktoren für Infektionen identifiziert werden. Die Infektionsepidemiologie trägt zur Entwicklung von Präventionsmaßnahmen, ebenso wie zur Früherkennung und Therapie von Erkrankungen bei. Zudem überprüft sie die Wirksamkeit solcher Maßnahmen.
Ökologie und Entstehung von Zoonosen
Zoonosen, d. h. zwischen Tieren und Menschen übertragbare Krankheiten, bedrohen sowohl die menschliche Gesundheit als auch Haus- und Wildtiere. Verstärkt durch Klimawandel, Globalisierung und zunehmendes Eindringen des Menschen in tierische Lebensräume werden Mensch-Tier-Kontakte immer häufiger; das Risiko des Auftretens von Zoonosen – und damit auch von Pandemien – steigt. Unsere Forschung zielt darauf ab, das Auftreten und die Ökologie solcher Zoonosen zu verstehen, d. h. wie Krankheitserreger zwischen Populationen, Landschaften und Ökosystemen übertragen werden. Dabei beziehen wir den biotischen und abiotischen Kontext der Krankheitsübertragung mit ein und tragen so zu besserer Pandemic Preparedness und Prävention bei. Diese Abteilung hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für One Health (HIOH) .
