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Molekulare Grundlagen von RNA-Phagen
Die Arbeitsgruppe von Jens Hör untersucht die Mechanismen der Infektion, Wirtsübernahme und Phagenabwehr im Rahmen der Interaktion von RNA-Phagen mit ihren Wirten. Ihr Ziel ist es, die molekularen Prinzipien zu ergründen, die diesen Prozessen zugrunde liegen, um neue und verbesserte antibakterielle Behandlungsstrategien, wie beispielsweise die Phagentherapie, zu entwickeln.
Vergleichende Medizin
Um Krankheiten erforschen, Zusammenhänge zwischen Krankheitserregern und ihrem Wirt verstehen und damit neue Strategien gegen Erreger entwickeln zu können, sind die Wissenschaftler:innen am HZI auf die Arbeit mit Versuchstieren angewiesen. Dafür betreibt das HZI eine zentrale Tierhaltung auf dem Campus. Die primäre Aufgabe der Serviceeinheit ist die Zucht und Haltung von Labormäusen sowie Serviceleistungen rund um die Versuchstierkunde für die Wissenschaftler:innen des HZI.
Transgene Mäuse
Mit Hilfe genetisch veränderter Tiere können Informationen über die Funktion von bestimmten Genen und Genabschnitten generiert, Modellsysteme erstellt und bestimmte physiologische (und pathologische) Situationen nachgestellt werden. In der Serviceeinheit "Transgene Mäuse" erstellen wir für die Forscher des Zentrums genetisch veränderte Mäuse durch gezielte Veränderung des Genoms von Stammzellen oder Zygoten.
Zentrale Einheit für Mikroskopie
Sowohl Lichtmikroskopie als auch Elektronenmikroskopie sind hervorragend dafür geeignet, um mit hoher Auflösung zu verfolgen, wie pathogene Bakterien sich an Zellen anheften oder in diese eindringen. Hochauflösende Elektronenmikroskopie ist die einzige Möglichkeit, diese Prozesse morphologisch zu untersuchen und zur Aufklärung von Pathogenitätsmechanismen beizutragen.
Rekombinante Proteinexpression
Proteine spielen bei Infektionen eine wichtige Rolle. Sie übernehmen nicht nur beim Eindringen und der Vermehrung von Krankheitserregern entscheidende Funktionen, sondern auch bei der Abwehrreaktion unseres Körpers oder als Arzneimittel. Um Proteine erforschen zu können, benötigen die Wissenschaftler sie oft in großen Mengen und extrem reiner Form. Erfahren Sie hier, wie Proteine künstlich hergestellt und gereinigt werden.
Proteomanalytik
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.
Mikrobielle Wirkstoffe
Die meisten medizinisch relevanten Antibiotika oder ihre Produktionsvorstufen werden von Mikroorganismen wie Bakterien und filamentösen Pilzen gebildet. Trotz intensiver weltweiter Suche nach alternativen Quellen für Antiinfektiva konnte kein anderes Konzept die erfolgreiche Strategie übertreffen, mikrobielle Wirkstoff-Prinzipien gegen Infektionskrankheiten einzusetzen. Die bedrohlich zunehmende Resistenzbildung der Krankheitserreger gegen bewährte Antibiotika und immer neue Infektionserkrankungen erfordern, wieder stärker nach besseren Wirkstoffen aus Mikroorganismen und Pilzen zu suchen.
Bioinformatik der Infektionsforschung
Die Abteilung “Bioinformatik der Infektionsforschung” erforscht mit computergestützten Techniken das menschliche Mikrobiom, virale und bakterielle Pathogene sowie menschliche Zelllinien anhand von großen biologischen und epidemiologischen Datensätzen. Durch die Analyse von Metaom-, Populationsgenom- und Einzelzellgenomdaten erzeugen wir experimentell überprüfbare Hypothesen, wie z.b. welche Veränderungen an Proteinen oder welche Gene assoziiert sind mit dem Auftreten einer Krankheit, von Antibiotikaresistenzen oder dem Ausweichen des Immunschutzes durch Pathogene. Wir arbeiten mit experimentellen Kollaborationspartnern zusammen, um unsere Erkenntnisse zu verifizieren und deren Translation in die medizinische Diagnostik und Behandlung zu fördern. Um die Forschungsziele zu erreichen, entwickelt die Abteilung auch neue Algorithmen und Bioinformatik-Software.
Evolution von Krankheitserregern
Ökologische Wechselwirkungen bestimmen das menschliche Leben und sind hochdynamisch; ihre Veränderungen können weitreichende Folgen für die menschliche Gesundheit haben. Dadurch hat One Health auch eine ausgeprägte evolutionäre Komponente. In den letzten Jahrzehnten haben evolutionsbiologische Konzepte wesentlich dazu beigetragen, die kurz- und langfristige Dynamik der Entstehung und Ausbreitung von Krankheitserregern zu entschlüsseln. Die Bedeutung evolutionärer Ansätze wurde während der COVID-19-Pandemie besonders deutlich. Sowohl das anfängliche Auftreten als auch die spätere Ausbreitung und Evolution von SARS-CoV-2 wurden mit Hilfe der evolutionären Genomik untersucht – wobei die Entstehung der besorgniserregenden Varianten (variants of concern, VOC) in erster Linie durch Beobachtungsdaten und inferentielle Statistik nachgewiesen wurde. Die Abteilung Evolution von Krankheitserregern untersucht sowohl aktuelle als auch historische Proben und kann daraus gezielte Vorhersagen zur zukünftigen Verbreitung wichtiger Erreger ableiten und so einen wichtigen Beitrag zur öffentlichen Gesundheit leisten. Diese Abteilung hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für One Health .
Genom-Architektur und Evolution von RNA-Viren
RNA-Viren stellen eine ernsthafte Bedrohung für die Gesundheit des Menschen dar und sind für Millionen von Todesfällen jedes Jahr verantwortlich. Das RNA-Genom steuert die Replikation dieser Viren und kodiert für eine Vielzahl von viralen Proteinen, die für die erfolgreiche Infektion einer Wirtszelle essentiell sind. Klassischerweise konzentriert sich die Infektionsforschung darauf, die beteiligten Virusproteine in ihrer Funktion zu hemmen und dadurch deren Replikation zu unterbinden. Inzwischen weiß man jedoch, dass das RNA-Genom nicht nur als passiver Informationsträger für virale Proteine fungiert, sondern durch die Tätigkeit von nicht-kodieren RNAs aktiven Einfluss auf die Replikation nimmt. Wir untersuchen die Struktur und Funktion von viralen nicht-kodierenden RNAs, mit dem Ziel unsere neu gewonnenen Erkenntnisse für die Entwicklung von zukunftsweisenden RNA-basierten Therapieansätzen einzusetzen. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI).
