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Molekulare Strukturbiologie
Die Bekämpfung von Infektionskrankheiten hängt entscheidend von einem tiefen Verständnis der zugrunde liegenden molekularen Prozesse ab. Die Strukturbiologie spielt eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung der Biomedizin, indem sie wertvolle Einblicke in die Struktur, Funktion und Wechselwirkungen biologischer Makromoleküle auf atomarer und molekularer Ebene liefert. Sie kombiniert modernste Techniken wie Röntgenkristallographie, Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) und Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-EM) sowie fortschrittliche computergestützte Methoden zur Strukturvorhersage, um die dreidimensionalen Strukturen von Proteinen, Nukleinsäuren und anderen Biomolekülen aufzuklären und zu analysieren. Die Strukturbiologie spielt somit eine entscheidende Rolle in der Infektionsforschung, da sie einen präzisen Überblick über Virulenzfaktoren, Wirt-Pathogen-Interaktionen und die Mechanismen der Pathogenese und der Wirtsabwehr liefert und so den Weg für die Entwicklung neuer Antiinfektiva und Impfstoffe ebnet.
Molekulare Bakteriologie
Krankenhauskeime sind ein großes Problem und Krankenhausinfektionen sind immer noch weitverbreitet. In vielen Fällen sind die Krankheitserreger resistent gegen Antibiotika und lassen sich nur schwer bekämpfen. Erfahren Sie hier, wie Bakterien ihre Kräfte vereinen und was die Forschung dagegen unternehmen kann. Die Gruppe Molekulare Bakteriologie hat ihren Sitz sowohl am HZI als auch am TWINCORE in Hannover.
Zelluläre Proteomforschung
Pathogene Bakterien und Viren nutzen und verändern zelluläre Prozesse unseres Immunsystems. Die Identifizierung immunologischer Funktionen, die ursächlich den Verlauf von Infektionen steuern, bildet den zentralen Forschungsschwerpunkt der Zellulären Proteomforschung am HZI.
Zellbiologie
Wir als Zellbiologen untersuchen Wirt-Pathogen-Interaktionen auf der Ebene einzelner Zellen, die die kleinste lebende Einheit auf beiden Seiten darstellt. Sobald ein Pathogen mit Wirtszellen in Kontakt kommt, muss es das „normale“ Zellverhalten manipulieren, um eine Überlebensnische zu etablieren, beziehungsweise den Abwehrmechanismen des Wirtes zu entkommen. Wir studieren genau diese von Pathogenen verursachten Veränderungen, um zu verstehen, welche Prozesse sie im Wirt angreifen – und warum.
Wirt-Pathogen-Mikrobiota Interaktionen
Die Rolle von RNA in der Genexpressionskontrolle, und damit der Steuerung der zellulären Physiologie, ist lange Zeit unterschätzt worden. Mittlerweile werden Fehlfunktionen regulatorischer RNA mit zahlreichen menschlichen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Gleichsam verfügen pathogene Bakterien über ein großes Spektrum an nicht-kodierenden RNA-Molekülen, mit denen sie sich an äußere Umweltbedingungen anpassen, aber auch gezielt ihre Virulenz-Programme steuern können. Die genauen Wirkweisen dieser hochgradig spezifischen RNA-Moleküle zu verstehen, birgt großes Potential, um neue Behandlungsmethoden gegen bakterielle Krankheitserreger zu entwickeln. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI).
Wirkstoffdesign und Optimierung
Die Entwicklung neuer Antibiotika ist ein wichtiges Ziel der pharmazeutischen Forschung, um die immer größer werdende Zahl resistenter Krankheitserreger bekämpfen zu können. Daher entwickeln und optimieren Forscher:innen Wirkstoffe, die gezielt lebensnotwendige Vorgänge in Bakterien angreifen, um so die Krankheitserreger abzutöten oder abzuschwächen. Diese Abteilung hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) .
Wirkstoff-Bioinformatik
Die Bioinformatik unterstützt und kooperiert mit anderen Bereichen der Molekularbiologie indem sie unter anderem Verfahren zur Analyse von Genomsequenzen entwickelt oder Vorhersagen der dreidimensionalen Struktur von Wirkstoff-Ziel-Komplexen generiert. Wir verwenden modernste Techniken der Bioinformatik und Informatik an, um neuartige Resistenzmechanismen zu entdecken und die Wirkungsweise bioaktiver Verbindungen vorherzusagen. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) .
Virologie und angeborene Immunität
Täglich dringen Krankheitserreger in unseren Körper ein – dabei bleiben sie nicht unerkannt. Sie treffen mit unserem Immunsystem auf einen starken Verteidiger, der Eindringlinge erkennt und umgehend Abwehrmaßnahmen ergreift. Viele Krankheitserreger können aber selbst bei einem intakten Immunsystem lebenslange Infektionen herbeiführen. Zu diesen Erregern gehört die Familie der Herpesviren. Infizieren wir uns mit einem der heute neun bekannten humanen Herpesviren, so etablieren diese Viren eine chronische Infektion und werden zu unseren lebenslangen Begleitern.
Virale Immunologie
"Damals war ich nicht so oft krank": Mit zunehmendem Alter verliert nicht nur die Haut ihre Elastizität - viele Organe verlieren ihre Funktion. So wie das Immunsystem: Abwehrzellen reagieren nicht mehr zeitnah, und das immunologische Gedächtnis wird nicht mehr aufgebaut. Dadurch sind wir schlecht durch Impfstoffe geschützt und anfälliger für Infektionen, leiden aber gleichzeitig an Entzündungen. Während die Mechanismen der Immunalterung unbekannt bleiben, sind chronische Virusinfektionen Umweltfaktoren, die die altersbedingten Veränderungen des Immunsystems beschleunigen können. Lesen Sie mehr darüber, wie Krankheitserreger das tatsächliche Alter unseres Immunsystems beeinflussen können.
Vakzinologie und angewandte Mikrobiologie
Die Impfung ist die effizienteste Strategie zur Vorbeugung von Infektionskrankheiten. Die Kunst der Impfstoffforscher:innen besteht darin, Substanzen zu finden, die verhindern, dass wir an Krankheiten wie Influenza oder viraler Hepatitis erkranken. Aber was macht einen Impfstoff erfolgreich und sorgt für wirksamen Schutz? Unsere Wissenschaftler:innen untersuchen die Reaktion des Immunsystems, um diese Frage zu beantworten und bessere Impfstrategien zu entwickeln.
