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Neue Sonderforschungsbereiche an Goethe-Uni zu Verletzungen im Herz-Kreislaufsystem und zellulären Protein-Superkomplexen

Zwei neue Sonderforschungsbereiche (SFB) an der Goethe-Universität werden in den kommenden vier Jahren mit insgesamt 28 Millionen Euro gefördert: Der SFB 1531 befasst sich mit körpereigenen Reparaturmechanismen von Gewebsverletzungen des Herzens oder des Gehirns, die als Folge etwa von Infarkten auftreten. Die Forscher:innen untersuchen, wie die Bindegewebsumgebung zur Reparatur dieser Schäden beiträgt. Der SFB 1507 nimmt ein Grundprinzip des Lebens in den Blick: biochemische Reaktionen und subzelluläre Architekturen an Membranen. Die Wissenschaftler:innen untersuchen dazu Proteinkomplexe in der Zellmembran – von Protein-Verbünden über zelluläre Maschinen bis zu Superkomplexen.

Prof. Bernhard Brüne, Vizepräsident für Forschung an der Goethe-Universität Frankfurt, gratuliert den beteiligten Forscherinnen und Forschern zu den neuen Projekten: „Die beiden neuen Sonderforschungsbereiche basieren auf Kooperationen mit vielen starken Partnern. Der SFB 1507 setzt dabei auf das weltweit sichtbare Kompetenz-Zentrum in der Struktur und Funktionsanalyse von Membranproteinen. Ich freue mich sehr, dass mit dem SFB 1531 ein weiterer Wissenschaftsverbund zur Herz-Kreislaufforschung sein Zentrum in Frankfurt hat, wo wir etwa mit dem Exzellenzcluster Cardio-Pulmonary Institute bereits hervorragend aufgestellt sind.“ Die Beteiligung unter anderem der Johannes Gutenberg-Universität Mainz an beiden Sonderforschungsbereichen, so Vizepräsident Brüne weiter, sei erneut ein Ausdruck der Forschungsstärke der Allianz der Rhein-Main-Universitäten RMU.

Das Bindegewebe scheint im Körper eine eher untergeordnete Rolle zu spielen, als Füll- und Stützstruktur der Organe, deren eigentliche Funktion beispielsweise durch spezialisierte Leber- oder Muskelzellen ausgeübt wird. Wie wichtig das Bindegewebe oder Stroma ist, zeigt sich, wenn Organe verletzt werden: Stromazellen treten als Ersthelfer auf und das Stroma bietet Raum für aus dem Blut übertretende Entzündungszellen. Am Ende werden beschädigte Strukturen ersetzt und durch neue Blutgefäße wird die Nährstoffversorgung wiederhergestellt.

Der SFB 1531 „Schadenskontrolle durch das Stroma-vaskuläre Kompartiment“ wird die Reparaturprozesse erforschen, die nach Verletzungen im Gehirn, des Herzens oder von Gefäßen als Folge von Herz-Kreislauferkrankungen in Gang gesetzt werden, wie zum Beispiel Infarkten. Prof. Ralf Brandes vom Institut für Kardiovaskuläre Physiologie der Goethe-Universität und Sprecher des SFB 1531 erläutert: „Es ist faszinierend: Die verschiedenen Zellen agieren bei den komplexen Reparaturprozessen äußerst koordiniert. Wir wollen herausfinden, wie dieses Zusammenspiel funktioniert und langfristig Wege finden, wie wir medizinisch solche körpereigenen Heilungsprozesse unterstützen können.“ Der Sonderforschungsbereich 1531 wird bis 2026 mit insgesamt 14,2 Millionen Euro gefördert. Sprecherin ist die Goethe-Universität, Partner sind das Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim, das Berliner Institut für Gesundheitsforschung an der Charité, das Universitätsklinikum Heidelberg und die Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Dass irgendwann in der Erdgeschichte einmal biochemische Prozesse ablaufen konnten, die sich zu dem entwickelten, was wir heute „Leben“ nennen, ist wahrscheinlich Membranen zu verdanken. Sie schufen ein „Draußen“ und ein „Drinnen“, wodurch empfindliche chemische Reaktionen ermöglicht und koordiniert werden konnten. Membranen grenzen nicht nur Zellen von ihrer Umgebung ab, den Zellen höherer Organismen verschaffen sie auch im Innern abgetrennte Räume wie den Zellkern, die Zellkraftwerke Mitochondrien und das endoplasmatische Retikulum für die Protein-Homöostase. Membranen werden von Zellen vielfältig genutzt: In Membranen eingebettete oder daran assoziierte Proteine wandeln Energie, transportieren Nährstoffe, Stoffwechselprodukte oder Steuerungssignale oder vermitteln Interaktionen mit Krankheitserregern.

Großer Proteinkomplex:Maschinerie der Antigen-Prozessierung als Grundlage der adaptiven Immunantwort gegenüber Viren und Krebs. (Blees et al. 2017 Nature; Thomas & Tampé2020 Curr Opin Immunol).

Der SFB 1507 „Proteinverbünde und Maschinerien in Zellmembranen“ untersucht das Zusammenspiel der verschiedenen großen Proteinkomplexe, die Wechselwirkungen zwischen dem „Drinnen“ und „Draußen“ managen und biologische Prozesse regulieren. Prof. Robert Tampé vom Institut für Biochemie der Goethe-Universität und Sprecher des SFB 1507 erklärt: „Wir möchten die Organisations- und Funktionsprinzipien großer, dynamischer Proteinkomplexe verstehen, zum Beispiel wie diese Komplexe in der zellulären Selbstverteidigung oder bei Kommunikationsprozessen zusammenwirken.“ Der Sonderforschungsbereich 1507 wird bis 2026 mit insgesamt 13,8 Millionen Euro gefördert. Federführend ist die Goethe-Universität, Partner sind das Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt, die Johannes Gutenberg-Universität Mainz und die Friedrich-Schiller-Universität Jena.

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