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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).
Einzelzellanalyse
Pathogene Bakterien können in ihrem Wirt zeitlebens verharren und trotz durchgehender Kontrolle durch das Immunsystem zu wiederkehrenden Infektionen führen. Die Mechanismen, wie sich ein Teil der Krankheitserreger der Kontrolle des Immunsystems entziehen und im Wirt ausbreiten kann, sind weitestgehend unverstanden. Unsere Arbeitsgruppe entwickelt hierfür Verfahren zur Transkriptom-Analyse von Einzelzellen, um den Mikrolebensraum einzelner Krankheitserreger besser verstehen und die funktionellen Auswirkungen auf den Verlauf von Infektionen analysieren zu können. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI).
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.
Prof. Dr. Rolf Müller
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) .
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.
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.
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.
