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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.
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) .
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.
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).
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.
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.
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.
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.
