{"id":73102,"date":"2023-07-13T10:18:17","date_gmt":"2023-07-13T08:18:17","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=73102"},"modified":"2023-09-07T11:40:07","modified_gmt":"2023-09-07T09:40:07","slug":"zellulaere-architekturen-scale","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/unireport\/zellulaere-architekturen-scale\/","title":{"rendered":"Zellul\u00e4re Architekturen: SCALE"},"content":{"rendered":"\n<p><strong>Der Name der Clusterinitiative SCALE steht f\u00fcr \u201eSubcellular Architecture of Life\u201c. Als einer der Frankfurter Antr\u00e4ge geht SCALE bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) ins Rennen um F\u00f6rdermittel aus der Exzellenzinitiative. Die Initiatoren von SCALE wollen dabei bewusst eine traditionelle St\u00e4rke der Forschenden auf dem Campus Riedberg fortsetzen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image alignleft size-full is-resized\"><a href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/web_SCALE_jpg.jpg\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/web_SCALE_jpg.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-73100\" style=\"width:212px;height:170px\" width=\"212\" height=\"170\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/web_SCALE_jpg.jpg 300w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/web_SCALE_jpg-15x12.jpg 15w\" sizes=\"(max-width: 212px) 100vw, 212px\" \/><\/a><\/figure>\n\n\n\n<p>\u201eWir verf\u00fcgen in der Strukturaufkl\u00e4rung von RNA- und Membranproteinkomplexen \u00fcber eine gro\u00dfe Expertise. An diese erfolgreiche Forschung wollen wir mit SCALE ankn\u00fcpfen\u201c, betont Biologie-Professorin Michaela M\u00fcller-McNicoll. Gemeinsam mit der Biochemie-Professorin Inga H\u00e4nelt und dem Direktor des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Biophysik, Martin Beck, vertritt sie als Sprecherin den SCALE-Cluster. Besonders wichtig f\u00fcr den Erfolg von SCALE ist dessen interdisziplin\u00e4rer Ansatz: An der Clusterinitiative beteiligt sind unter anderem auch das Frankfurt Institute of Advanced Studies (FIAS) und das Max-Planck-Institut f\u00fcr Hirnforschung: \u201eViele Institute, die auf dem Campus Riedberg versammelt sind, arbeiten bei SCALE zusammen\u201c, so M\u00fcller-McNicoll.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Eine Zelle ist (wie) ein Haus<\/h4>\n\n\n\n<p>Die Biologin erkl\u00e4rt die Ausrichtung von SCALE mittels eines Bildes: \u201eEine Zelle kann man sich metaphorisch betrachtet als ein Haus vorstellen: Dort gibt es eine K\u00fcche, ein Badezimmer, ein Wohn- und ein Schlafzimmer und vielleicht auch eine Abstellkammer; ebenso besteht auch die Zelle aus verschiedenen Abteilungen oder Organellen. Dazu geh\u00f6ren ein Zellkern, Mitochondrien, Ribosomen und Synapsen, also Kontakte zwischen Nervenzellen. Die Zimmer eines Hauses sind von W\u00e4nden umgeben, durch T\u00fcren oder Fenster sind die W\u00e4nde gewisserma\u00dfen permeabel, es kann etwas hinein- und herausgebracht werden.\u201c Dar\u00fcber hinaus gebe es in einem Haus auch bewegliche Teile: Einen Raumteiler k\u00f6nne man verschieben, einen Tisch von einer Ecke in die andere stellen. Ganz \u00e4hnlich besitze die Zelle zus\u00e4tzlich auch gewisse dynamische Architekturelemente, die sich bilden oder unter ver\u00e4nderten Umst\u00e4nden auch wieder abbauen. Gemeinsam mit Inga H\u00e4nelt, Martin Beck und den anderen an SCALE beteiligten Forschenden will sie vorhandene Bauelemente in Zellen strukturell charakterisieren, Ver\u00e4nderungen im Bestand messen und herausfinden, wie die verschiedenen Bauelemente sich zu gr\u00f6\u00dferen funktionellen Einheiten zusammensetzen. Langfristig soll die Frage im Fokus stehen, ob Zellen unter Stress mit \u201earchitektonischen Ver\u00e4nderungen\u201c reagieren und wie sich diese auswirken \u2013 in der einzelnen Zelle und im umgebenden Gewebe.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Beobachtung subzellul\u00e4rer Architektur in Zellen mit h\u00f6herer Aufl\u00f6sung ist erst durch die j\u00fcngsten technologischen Fortschritte m\u00f6glich geworden: \u201eDie Kryo-Elektronenmikroskopie (KEM), also die Elektronenmikroskopie bei fast minus 200 Grad Celsius, hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht \u2013 das kommt unserem Cluster enorm zugute \u201c, erkl\u00e4rt M\u00fcller-McNicoll. \u201eW\u00e4hrend zun\u00e4chst gereinigte Proteinkomplexe mit hoher Aufl\u00f6sung bestimmt werden konnten, k\u00f6nnen anhand von Tomogrammen nun auch dreidimensionale Strukturen mit guter Aufl\u00f6sung innerhalb von Zellen, also in ihrer nativen Umgebung, charakterisiert werden.\u201c Kombiniert mit hochaufl\u00f6sender Lichtmikroskopie und Omics-Techniken, mit denen zum Beispiel die Gesamtheit aller Proteine innerhalb eines Organells oder sogar einer ganzen Zelle und dessen Interaktionen miteinander bestimmt werden k\u00f6nnen, kann so endlich ein sehr detaillierter Einblick in die Struktur und Dynamik subzellul\u00e4rer Architekturen gewonnen werden, schw\u00e4rmt M\u00fcller-McNicoll. Dar\u00fcber hinaus werde SCALE nicht nur von den bereits erzielten technologischen Fortschritten profitieren, ist sich die Wissenschaftlerin sicher: \u201eWichtig ist f\u00fcr uns auch, neue experimentelle Ans\u00e4tze zu entwickeln, mit denen wir weiterhin unsichtbare subzellul\u00e4re Architektur sichtbar machen k\u00f6nnen\u201c.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:40px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter size-full\"><a href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/scale.jpg\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"650\" height=\"450\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/scale.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-73105\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/scale.jpg 650w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/scale-300x208.jpg 300w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/scale-18x12.jpg 18w\" sizes=\"(max-width: 650px) 100vw, 650px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Modell der Zellkernpore. Foto: SCALE<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Digitale Modelle<\/h4>\n\n\n\n<p>Sie erl\u00e4utert zwei der Ziele von SCALE: \u201eZum einen wollen wir durch die Integration verschiedenster experimenteller Daten des SCALE-Konsortiums dynamische 4D-Modelle von zellul\u00e4ren Segmenten erstellen und diese am Computer modellieren. Damit wollen wir die Prinzipien verstehen, nach denen sich bestimmte zellul\u00e4re Architekturen ausbilden und erhalten, und vorhersagen, mit welchen \u201eUmbauma\u00dfnahmen\u201c die Zelle auf Stress reagiert, zum Beispiel auf mechanischen Stress oder eine bakterielle Infektion.\u201c Langfristig, so hoffen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wird SCALE damit zum Verst\u00e4ndnis (und letztlich zu neuen Heilungsans\u00e4tzen) von Krankheiten beitragen, die mit pathologischen Ver\u00e4nderungen der subzellul\u00e4ren Architektur einhergehen. \u201eUnd als zweites Ziel\u201c, so M\u00fcller-McNicoll, \u201ewollen wir zellul\u00e4re Segmente nachbauen und modifizieren, um zu testen, ob wir die von uns erforschten Prinzipien, die den Aufund Abbauprozessen zugrunde liegen, wirklich verstanden haben. Eventuell k\u00f6nnten solche synthetischen Organellen sogar neue Funktionen aus\u00fcben und Designermolek\u00fcle produzieren.\u201c Obwohl sich SCALE-Forscherinnen und -Forscher anf\u00e4nglich auf Computermodelle von einzelnen Zellsegmenten konzentrieren wollen, um damit wesentliche Teile und Prozesse zu simulieren, ist das l\u00e4ngerfristige Ziel, diese Modelle miteinander zu kombinieren. Auf diese Weise entst\u00fcnde gewisserma\u00dfen ein digitales Abbild einer ganzen Zelle \u2013 oder zumindest von ihren wichtigsten Bestandteilen. \u201eDieses digitale Abbild wird es den SCALE-Forschenden, aber auch dem wissenschaftlich interessierten Publikum erlauben, in die Zelle einzutauchen. Es geht SCALE also nicht mehr darum, einzelne, isolierte Maschinen bei der Arbeit zu beobachten, sondern ganze Prozesse, die im dreidimensionalen Raum stattfinden und zellul\u00e4re Architektur beeinflussen, zu verstehen. Ein solches Modell k\u00f6nnte zum Beispiel Aufschluss dar\u00fcber geben, wie sich Mitochondrien, die Kraftwerke der Zelle, an den Energiebedarf einer Zelle anpassen, und was passiert, wenn diese Anpassung durch Medikamente oder Mutationen verhindert wird, ohne dass wir die entsprechenden Experimente machen m\u00fcssten\u201c, erl\u00e4utert M\u00fcller-McNicoll. Sofort stellt sie klar: \u201eDas ist eine Zukunftsvision\u201c und f\u00fcgt dann hinzu: \u201eEine, auf die wir hinarbeiten wollen.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-right\"><em>Stefanie Hense und Dirk Frank<\/em><\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p class=\"has-background\" style=\"background-color:#e7e7e7\"><strong>Website: <\/strong><a href=\"https:\/\/scale-frankfurt.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/scale-frankfurt.org\/<\/a><\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:60px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Auf geht\u2019s: Goethe-Universit\u00e4t beteiligt sich mit vier neuen und einem bestehenden Forschungscluster am Wettbewerb der Exzellenzstrategie<\/h4>\n\n\n\n<p style=\"font-size:17px\">F\u00fcr die anstehende Runde der Exzellenzstrategie des Bundes und der L\u00e4nder bewirbt sich die Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt mit vier neuen Clustern zu den Forschungsthemen Vertrauen im Konflikt (CONTRUST), Infektion und Entz\u00fcndung (EMTHERA), Ursprung der schweren Elemente (ELEMENTS) und zellul\u00e4re Architekturen (SCALE). Die Antr\u00e4ge vereinen die Kompetenzen und zukunftsweisenden Ideen der Goethe-Universit\u00e4t mit denen der Kolleg*innen des Verbunds der Rhein-Main-Universit\u00e4ten (RMU) und weiterer Partner der vier gro\u00dfen Organisationen der au\u00dferuniversit\u00e4ren Forschung. Der seit 2019 bestehende Exzellenzcluster Cardiopulmonary Institute (CPI) wird im kommenden Jahr direkt einen Vollantrag einreichen.<\/p>\n\n\n\n<p style=\"font-size:17px\"><strong>Weitere Artikel zum Thema Exzellenzstrategie:<\/strong><\/p>\n\n\n<div class=\"root-eb-post-carousel-4ni3ab9 wp-block-essential-blocks-post-carousel\">\n    <div class=\"eb-parent-wrapper eb-parent-eb-post-carousel-4ni3ab9 \">\n        <div class=\"eb-post-carousel-4ni3ab9 style-1 slick-arrows equal-height dot-style-3 eb-post-carousel-wrapper\"\n            data-id=\"eb-post-carousel-4ni3ab9\"\n            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Prof. Luciano Rezzolla, Sprecher des Clusterprojekts ELEMENTS<\/a>\n            <\/h2>\n        <\/header><div class=\"ebpg-entry-content\"><div class=\"ebpg-carousel-post-excerpt\">\n            <p>In den kommenden Ausgaben des UniReport sollen verschiedene Stimmen aus den Clusterinitiativen zu Wort kommen. Den Auftakt macht Prof. Luciano&#8230;<\/p>\n        <\/div><\/div><\/div><\/div><\/article><article class=\"ebpg-carousel-post ebpg-post-carousel-column\" data-id=\"73115\"><div class=\"ebpg-carousel-post-holder\"><div class=\"ebpg-entry-media\">\n                <div class=\"ebpg-entry-thumbnail\">\n                    <a class=\"ebpg-post-link-wrapper eb-sr-only\" href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/unireport\/herz-und-lungenerkrankungen-cardiopulmonary-institute-cpi\/\">Herz- und Lungenerkrankungen: Cardiopulmonary Institute (CPI)<\/a>\n                    <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"650\" height=\"450\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/beitragsbild_UR-4.23_CPI_herz-lunge-jpg.webp\" class=\"attachment-full size-full\" alt=\"\" \/>\n                <\/div>\n            <\/div><div class=\"ebpg-entry-wrapper\"><header class=\"ebpg-entry-header\">\n            <h2 class=\"ebpg-entry-title\">\n                <a class=\"ebpg-carousel-post-link\" href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/unireport\/herz-und-lungenerkrankungen-cardiopulmonary-institute-cpi\/\" title=\"herz-undlungenerkrankungen:cardiopulmonaryinstitutecpi\">Herz- und Lungenerkrankungen: Cardiopulmonary Institute (CPI)<\/a>\n            <\/h2>\n        <\/header><div class=\"ebpg-entry-content\"><div class=\"ebpg-carousel-post-excerpt\">\n            <p>Herz- und Lungenerkrankungen sind weltweit eine der h\u00e4ufigsten Todesursachen. Das Cardio-Pulmonary Institute (CPI) widmet sich der Erforschung dieser Krankheiten auf&#8230;<\/p>\n        <\/div><\/div><\/div><\/div><\/article><article class=\"ebpg-carousel-post ebpg-post-carousel-column\" data-id=\"73107\"><div class=\"ebpg-carousel-post-holder\"><div class=\"ebpg-entry-media\">\n                <div class=\"ebpg-entry-thumbnail\">\n                    <a class=\"ebpg-post-link-wrapper eb-sr-only\" href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/unireport\/infektion-und-entzuendung-emthera\/\">Infektion und Entz\u00fcndung: EMTHERA<\/a>\n                    <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"650\" height=\"450\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/emthera.jpg\" class=\"attachment-full size-full\" alt=\"\" \/>\n                <\/div>\n            <\/div><div class=\"ebpg-entry-wrapper\"><header class=\"ebpg-entry-header\">\n            <h2 class=\"ebpg-entry-title\">\n                <a class=\"ebpg-carousel-post-link\" href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/unireport\/infektion-und-entzuendung-emthera\/\" title=\"infektionundentzndung:emthera\">Infektion und Entz\u00fcndung: EMTHERA<\/a>\n            <\/h2>\n        <\/header><div class=\"ebpg-entry-content\"><div class=\"ebpg-carousel-post-excerpt\">\n            <p>Neue Therapieans\u00e4tze f\u00fcr komplexe Krankheiten entwickeln: Die Initiative EMTHERA bewirbt sich als Exzellenzcluster.\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\nBei schweren SARS-CoV-2-Infektionen war in den vergangenen Jahren&#8230;<\/p>\n        <\/div><\/div><\/div><\/div><\/article><article class=\"ebpg-carousel-post ebpg-post-carousel-column\" data-id=\"73102\"><div class=\"ebpg-carousel-post-holder\"><div class=\"ebpg-entry-media\">\n                <div class=\"ebpg-entry-thumbnail\">\n                    <a class=\"ebpg-post-link-wrapper eb-sr-only\" href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/unireport\/zellulaere-architekturen-scale\/\">Zellul\u00e4re Architekturen: SCALE<\/a>\n                    <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"650\" height=\"450\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/scale.jpg\" class=\"attachment-full size-full\" alt=\"\" \/>\n                <\/div>\n            <\/div><div class=\"ebpg-entry-wrapper\"><header class=\"ebpg-entry-header\">\n            <h2 class=\"ebpg-entry-title\">\n                <a class=\"ebpg-carousel-post-link\" href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/unireport\/zellulaere-architekturen-scale\/\" title=\"zellulrearchitekturen:scale\">Zellul\u00e4re Architekturen: SCALE<\/a>\n            <\/h2>\n        <\/header><div class=\"ebpg-entry-content\"><div class=\"ebpg-carousel-post-excerpt\">\n            <p>Der Name der Clusterinitiative SCALE steht f\u00fcr \u201eSubcellular Architecture of Life\u201c. 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