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Von molekularen Maschinen zu Netzwerken erregbarer Zellen


Herzmuskel- und Nervenzellen teilen viele physiologische Eigenschaften.Viele Krankheiten, bei denen die Netzwerkfunktion dieser Zellen gestört ist, haben ihre Ursachen in funktionellen Einheiten im Nanobereich. Am MBExC integrieren wir Studien an erregbaren Zellen des Herz-und Nervensystems, um neuartige Informationen zu gewinnen, die weit über den Rahmen konventioneller Forschungsprogramme hinausreichen, die einen interdisziplinären Ansatz auf nur einen dieser klassischen Bereiche der biomedizinischen Forschung anwenden.

  Das MBExC verbindet am Göttingen Campus die Natur- und Lebenswissenschaften mit der Medizin. Gestaltet und geleitet von Forschern der Universitätsmedizin und der Universität Göttingen, sind am MBExC drei Max-Planck-Institute, das Deutsche Primatenzentrum der Leibniz-Gemeinschaft sowie die Göttinger Standorte der Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung, DZHK und DZNE, beteiligt.

Die Synergien, die sich aus der vergleichenden Erforschung kardialer und neuronaler erregbarer zellulärer Netzwerke ergeben, können im MBExC optimal genutzt werden und die Entwicklung pharmakologischer, genetischer und regenerativer Ansätze zur Behandlung kardio- und neurologischer Erkrankungen voranbringen.



Forschungsstrategie

Das MBExC arbeitet an der Etablierung quantitativer Nanophysiologie, wobei der Schwerpunkt auf der Aufklärung der Struktur und Funktion der nanoskaligen Funktionseinheiten liegt. Diese sind ausschlaggebend für die Genexpression und deren Regulation, den Zusammenbau und das Targeting von Proteinen sowie die Ca2+-Signalübertragung und die Ca2+-getriggerte Membranfusion in Gesundheit und bei Erkrankungen. Durch den Einsatz von Analysen über multiple Skalen hinweg befasst sich das MBExC mit den grundlegenden Prinzipien von Herzmuskelzellen und Nervenzellen auf immer komplexeren Ebenen. So wird z.B. mit Hilfe der Kryo-Elektronentomographie die Lücke zwischen der atomaren Struktur einzelner Proteine und der in situ Struktur funktioneller Mehrkomponenteneinheiten auf der Nanoebene geschlossen. Mit der optischen Nanoskopie werden Funktionseinheiten auf der Nanoebene, wie z.B. Ca2+-Kanal-Cluster, analysiert, und mit der Phasenkontrast-Röntgentomographie können Millionen von Zellen in Herz- und Nervengewebe gleichzeitig abgebildet werden. Das MBExC umfasst drei Forschungsbereiche (Research Areas): Quantitatives BioImaging (Quantitative BioImaging), Molekulare Maschinen (Molecular Machines) und Netzwerke erregbarer Zellen (Excitable Cells in Networks). Diese Forschungsbereiche bieten eine wichtige gemeinsame Basis für die Kommunikation und Zusammenarbeit. Durch das Zusammenfügen verschiedener Bereiche aus mehreren Disziplinen entsteht ein einzigartiges Forschungsumfeld, das in der Lage ist, weitreichende Aufgaben zu bewältigen. Das Forschungsprogramm wird entlang dreier Forschungsschwerpunkte (Lines of Research) umgesetzt, die jeweils zwei interdisziplinäre Forschungsverbünde (Research Alliances) umfassen.


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