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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.
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.
Prof. Josef Penninger
Mikrobielle Immunregulation
Das Mikrobiom – also die Gesamtheit der Mikroorganismen, die auf und in einem mehrzelligen Wirt leben – ist eine sehr vielfältige Gemeinschaft, die viele Körperpartien, wie die Haut und den Darm, bevölkert. Die Zusammensetzung des menschlichen Mikrobioms ist sehr variabel und wird von der Ernährung, der Immunkompetenz, Krankheiten und Medikamenten beeinflusst. Unsere Wissenschaftler untersuchen, wie diese mikrobiellen Gemeinschaften Infektionskrankheiten beeinflussen und wie sie manipuliert werden können, um Krankheiten zu behandeln.
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.
Immunregulation
Aufgrund ihrer physiologischen Funktionen stehen unsere Schleimhäute in direktem Kontakt mit der Umwelt. Entsprechend stellen Schleimhäute die Haupteintrittspforte für Infektionserreger in unseren Körper dar und ein effizientes mukosales Immunsystem ist unabdingbar zum Schutz gegen Infektionskrankheiten. Wir erforschen Infektionen des Respirationstrakts und fokussieren hierbei auf Influenza und Pneumokokken, welche die häufigsten viralen und bakteriellen Erreger der Lungenentzündung beim Menschen darstellen. Ein wichtiger Schwerpunkt unserer Forschung bildet die molekulare und zelluläre Charakterisierung immunologischer Prozesse bei Koinfektionen zwischen Influenza und Pneumokokken und hierbei insbesondere die immunologischen Funktionen des Alveolarepithels bei der Infektionsabwehr.
Klinische Bioinformatik
Die Abteilung "Klinische Bioinformatik" befasst sich damit, molekulare Informationen mit Hilfe von computergestützten Methoden wie dem Maschinellen Lernen, der Künstlichen Intelligenz oder anderer Algorithmen zu analysieren. Im Mittelpunkt steht es, räumlich- und zeitlich aufgelöste Prozesse zu betrachten, um zu verstehen, wie Bakterien als Naturstoffproduzenten mit Menschen interagieren, wie sie Erkrankungen auslösen oder sogar vor ihnen schützen können. Diese Gruppe hat ihren Sitz am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) .
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.
Infektionsimmunologie
In und auf uns tobt ein von uns meist unbemerkter aber ständiger Kampf: Bakterien greifen unseren Organismus an, unser Immunsystem wehrt sich dagegen und die Angreifer versuchen diese Abwehr auszutricksen. Gewinnen wir, merken wir nichts – gewinnen die Bakterien, werden wir krank. Dann unterstützen wir unser Immunsystem mit Antibiotika, die allerdings inzwischen immer häufiger von den Bakterien umgangen werden. Unsere Wissenschaftler:innen arbeiten an neuen Strategien gegen bakterielle Infektionserreger und versuchen dabei von den Bakterien unbemerkt zu bleiben.
