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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.
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).
Genome Mining für Sekundärstoffe
Die weltweite, unsachgemäße Anwendung von Antibiotika führt zu einer wachsenden Bedrohung durch die Entwicklung resistenter Keime. Dementsprechend werden neue antimikrobielle Wirkstoffe dringend benötigt. Eine der vielversprechendsten Quellen für die Entdeckung naturstoffbasierter Wirkstoffe sind Mikroorganismen. Die Entwicklung neuartiger Methoden im Bereich genome mining erlaubt es das Potential bislang ungenutzter Biosynthesewege zu erkennen und für die Produktion neuer Wirkstoffe zu nutzen. Diese sollen anschließend zu Antibiotika weiterentwickelt werden, welche es erlauben multiresistente Keime zu bekämpfen. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) .
Human-Microbe Systems Bioinformatics
Im menschlichen Körper gibt es wesentlich weniger menschliche Zellen als Mikroben. Letztere stehen sowohl mit dem Wirt als auch untereinander in ständiger Wechselwirkung und können die Gesundheit und das Wohlbefinden des Einzelnen stark beeinflussen. In unserer Gruppe entwickeln wir hochmoderne Bioinformatik-Software und wenden sie an, um die Zusammenhänge zwischen Mensch und Mikroben genauer zu untersuchen und Naturstoffe zu entdecken, die an der Kommunikation zwischen den beiden Welten beteiligt sind. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) .
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.
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.
Genomanalytik
Die Genomanalytik (GMAK) stellt den Forschergruppen des HZI die Technologie des Next Generation Sequencing (NGS) zur Verfügung. Auch externe Nutzer können Zugang zu dieser Technologie erhalten, z. B. im Rahmen von Kooperationsvereinbarungen. Neben der Qualitätsprüfung von DNA/RNA-Proben, der Präparation von DNA/RNA Libraries und deren Sequenzierung bietet die GMAK auch ein Primary-Data-Processing, die Prüfung der Datenqualität und die Analyse an. Eine Reihe von Analyse Pipelines für die Secondary-Data-Analysis sind dafür eingerichtet.
Mikrobielle Naturstoffe
Gegen viele Krankheiten haben wir auch heute noch keine wirksamen Medikamente. Die Suche nach neuen Wirkstoffen ist jedoch sehr aufwändig. Hilfe bei diesen Problemen kommt aus der Erde: Im Boden lebende Myxobakterien stellen eine Vielzahl natürlicher Wirkstoffe her. Erfahren Sie hier, wie die pharmazeutische Forschung nach Naturstoffen mit biologischer Aktivität sucht. Diese Abteilung hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) .
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.
Transmissionsimmunologie
Die Übertragung von Viren ist nur während eines bestimmten Zeitraums möglich: Wir können dies als „Übertragungsfenster“ bezeichnen. Eine große Lücke bei der Eindämmung der Übertragung (z.B. durch die Luft) und dem schnellen Schließen dieses Zeitfensters ist das mangelnde Verständnis der entscheidenden Immundeterminanten. Um das Fenster durch die Entwicklung besserer Eindämmungsstrategien schließen zu können, entwickeln wir ein mechanistisches Verständnis des räumlichen und zeitlichem Zusammenspiels zwischen Virustropismus, angeborenen und adaptiven Immunantworten, Veränderungen in der Wirtsphysiologie und der Ausatmung oder Abgabe infektiöser Viren in Tröpfchen oder Flüssigkeiten.
