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Nanoinfektionsbiologie
Viren schaffen es trotz ihrer einfachen Struktur und geringen Größe sehr effizient in Wirtszellen einzudringen, diese zu infizieren und zu verändern. Die entscheidenden Prozesse involvieren hierbei die Interaktion nur weniger viraler und zellulärer Proteine. Jedoch ist der Kontakt entscheidend für den Ausgang der Infektion und die zelleigene Immunantwort. Wir studieren genau diese Prozesse, um zu verstehen, welche zellulären Prozesse durch die Virus-Zell Interaktion aktiviert werden und wie die Anwesenheit der Viren auf zellulärer Ebene interpretiert wird. Auf der Größenordnung einzelner Viren sind diese Prozesse, ihre Dynamik und strukturelle Voraussetzungen weitgehend unverstanden. Wir nutzen daher moderne Mikroskopieverfahren, die es erlauben, virale und zelluläre Nanostrukturen während der Infektion zu visualisieren.
Molekulare Zellbiologie
Das Zytoskelett ist im Körper für die mechanische Stabilisierung der Zelle und ihre äußere Form, für aktive Bewegungen der Zelle als Ganzes, sowie für Bewegungen und Transporte innerhalb der Zelle verantwortlich. Die Arbeitsgruppe "Molekulare Zellbiologie" beschäftigt sich mit einem bestimmten Teil des Zytoskeletts: dem Aktinzytoskelett. Dieses spielt sowohl bei der effektiven Immunantwort als auch als Angriffspunkt für Pathogene eine Rolle. Die molekularen Mechanismen zu verstehen, die den Auf- und Umbau der Aktinstrukturen steuern ist eines der Ziele von Klemens Rottner und seinem Team.
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.
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).
Synthetische RNA Biologie
Ribonukleinsäuren (RNA) sind eine in lebenden Organismen allgegenwärtige Molekülklasse, welche essentiell für die Entwicklung und Funktion von Zellen ist. Dieser besondere Stellenwert lässt RNAs zu einem interessanten Ziel für die Entwicklung neuer gentechnischer Verfahren werden, um die Funktionsweisen von Zellen besser verstehen und gezielter manipulieren zu können. Mit unserer Forschung wollen wir die zentrale Rolle von RNA in der Zellbiologie besser ergründen und die Erkenntnisse dazu nutzen, neue Möglichkeiten der Analyse, Diagnose und Behandlung von Infektionskrankheiten zu entwickeln. Diese Abteilung hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI).
Metabolismus bei Infektionen
Die Forschungsgruppe „Metabolismus bei Infektionen“ (CMII) unter der Leitung von Prof. Thekla Cordes konzentriert sich auf die Anwendung von Massenspektrometrie und Tracing-Ansätzen und verfolgt Stoffwechselwege, was zu Erkenntnissen über die Rolle kleiner Moleküle führt, die den Stoffwechsel und die Funktion von Immunzellen beeinflussen.
Metabolisches Engineering von Aktinomyzeten
Die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen ist ein zunehmendes Problem bei der Therapie von Infektionskrankheiten. Die Entwicklung neuer antibiotischer Medikamente basiert häufig auf bereits bekannten Molekülen und Wirkprinzipien, so dass die Bakterien sich schnell anpassen können. Aus diesem Grund suchen Wissenschaftler:innen nach ganz neuen Wirkstoffen. Am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) entwickeln sie neue Wege, mit denen sie Aktinomyceten bislang unbekannte Stoffe entlocken.
Mauspathologie
Histologie ist die Lehre von den Geweben und Pathologie – im weiteren Sinn – die Lehre von Krankheiten und ihren Ursachen. Die Plattform Mauspathologie ist spezialisiert auf die Herstellung von histologischen Schnittpräparaten und deren pathologischer Auswertung - speziell von Mausgeweben. Diese Auswertungen helfen den Forschern, den Zusammenhang zwischen Gewebeveränderungen und den Infektionskrankheiten zu erarbeiten.
