START-Preis an IMP-Wissenschaftler David Keays
Förderung unterstützt Erforschung des Magnetsinns
Der australische Biologe David Keays, der eine Arbeitsgruppe am Wiener Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) leitet, wurde heute in das START-Programm des österreichischen Wissenschaftsfonds FWF aufgenommen. Mit der hochdotierten Förderung werden seine Forschungsarbeiten über die zellulären Grundlagen des Magnetsinns unterstützt.
Der 37-jährige David Keays studierte Naturwissenschaften in Brisbane, Melbourne und Oxford. Nach einem Fellowship des Wellcome Trust wurde er 2008 als erster IMP-Fellow in das Nachwuchsprogramm des Wiener Grundlagenfoschungs-Instituts aufgenommen. Seit Anfang 2013 ist er Gruppenleiter am IMP.
Die Forschungsanstrengungen von David Keays gelten der Aufklärung des rätselhaften Magnetsinns der Tiere, der es etwa Zugvögeln erlaubt, sich bei ihren langen Reisen am Magnetfeld der Erde zu orientieren. Die gängige Theorie geht davon aus, dass die Vögel die magnetische Information durch Eiseneinschlüsse in bestimmten Zellen wahrnehmen, etwa in der Art eines kleinen Kompass. Welche Zellen dies sind und wo sie sich befinden, ist noch nicht eindeutig geklärt.
Auf der Suche nach diesem schwer fassbaren biologischen Kompass wendet die Arbeitsgruppe von David Keays ein breites Spektrum molekularer, magnetischer, histologischer und physiologischer Methoden an. Vor kurzem identifizierten die Forscher eine Gruppe von sensorischen Nervenzellen im Innenohr, die jeweils ein einzelnes Eisenkügelchen enthalten. Die Untersuchungen konzentrieren sich nun auf die Frage, ob diese außergewöhnlichen Strukturen magnetische Felder detektieren und welche Gene für den Magnetsinn zuständig sind.
„Die Verleihung des START-Preises ist sehr aufregend und freut mich riesig“, sagt David Keays. „Die Mittel erlauben uns zusätzliche, aufschlussreiche Experimente zur Magnetwahrnehmung der Tiere. Möglicherweise werden wir bald verstehen, welcher Mechanismus diesem Sinn zugrunde liegt.“
Die Erkenntnis, wie Magnetorezeption funktioniert, soll den Wissenschaftlern helfen, auch andere biologische Systeme gegenüber Magnetfeldern empfindlich zu machen. Die so geschaffenen molekularen Maschinen könnten in Zukunft zum Beispiel dazu dienen, bei Patienten mit neurologischen Erkrankungen
Nervenzellen gezielt anzuschalten.
Die START-Preise wurden heuer zum 18. Mal vergeben. Insgesamt wurden neun Spitzen-NachwuchsforscherInnen aus 96 Bewerbungen in das START-Programm aufgenommen. Die Auswahl der Preisträger trifft eine international besetzte Jury aus renommierten WissenschafterInnen.
Die START-Auszeichnung ist die höchstdotierte FWF-Förderung für NachwuchsforscherInnen, die aufgrund ihrer bisher geleisteten wissenschaftlichen Arbeit die Chance erhalten sollen, in den nächsten sechs Jahren finanziell weitgehend abgesichert ihre Forschungsarbeiten zu planen, eine eigene Arbeitsgruppe auf- bzw.
auszubauen und diese eigenverantwortlich zu leiten. Die START-Projekte sind mit jeweils bis zu 1,2 Mio. EUR dotiert.
Über das IMP
Das Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie betreibt in Wien biomedizinische Grundlagenforschung und wird dabei maßgeblich von Boehringer Ingelheim unterstützt. Mehr als 200 ForscherInnen aus über 30 Nationen widmen sich der Aufklärung grundlegender molekularer und zellulärer Vorgänge, um komplexe biologische Phänomene im Detail zu verstehen und Krankheitsmechanismen zu entschlüsseln.
Kontakt: Dr. Heidemarie Hurtl Communications Manager Tel. +43 (1) 79730-3625 Mobil: +43 (0)664 8247910 e-mail: hurtl@imp.ac.at News Archiv
IMP-Forscher beleuchten die „dunkle Materie“ der Erbsubstanz
Welche Gene in einer Zelle aktiv sind, wird von tausenden Regulations-Abschnitten auf der DNA gesteuert. Wissenschaftler am Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien entwickelten eine Methode, die diese Abschnitte effizient und vollständig aufspürt und deren Aktivität misst. Die Zeitschrift Science stellt die neue Technologie vor.
Der genetische Code ist ein Alphabet aus vier Buchstaben, deren Reihenfolge die Information für die Entwicklung und Funktion eines gesamten Organismus enthält. Die Anleitung für die Proteine als Bausteine des Lebens ist in den Genen kodiert. Doch nur ein Bruchteil der DNA einer Zelle besteht aus Genen, beim Menschen sind es etwa zwei Prozent. Der Rest ist nicht-kodierende DNA, die früher abwertend als Schrott bezeichnet wurde. Zutreffender ist da schon der Begriff „dark matter“, dunkle Materie, und so langsam kommt Licht in diesen Bereich unserer Erbsubstanz.
Die nicht-kodierenden Abschnitte auf der DNA sind keineswegs nur Müll. Unter anderem enthalten sie Bereiche, die die Aktivität von Genen regulieren. Da jede Zelle des Körpers eine identische Kopie der Erbinformation enthält, sorgen sogenannte „Enhancer“ (Verstärker) dafür, dass Gene nur zum jeweils passenden Zeitpunkt und im entsprechenden Gewebe aktiv sind: das Hämoglobin-Gen etwa in den Vorläuferzellen der roten Blutkörperchen, Gene für Verdauungsenzyme im Magen. Ist diese exakt abgestimmte zeitliche und örtliche Regulation gestört, so können falsche Gene aktiviert werden und den Zellen unerwünschte Eigenschaften verleihen, bis hin zur Entartung in Krebszellen.
Trotz der enormen Bedeutung der regulierenden DNA-Abschnitte war es bisher nur sehr eingeschränkt möglich, diese im gesamten Genom zu studieren. Es standen lediglich indirekte Methoden zur Identifizierung solcher Abschnitte zur Verfügung, die überdies anfällig für Fehler waren.
Wissenschaftler um Alexander Stark am Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie in Wien konnten diese Lücke nun schließen. Unterstützt vom Europäischen Forschungsrat ERC entwickelten sie eine neue Technologie namens „STARR-seq“ (self-transcribing active regulatory region sequencing), die sie in der Zeitschrift Science vorstellen.*) Die Methode erlaubt es, Enhancer-Sequenzen in der DNA nicht nur vollständig und rasch aufzuspüren, sondern gleichzeitig auch ihre jeweilige Aktivität quantitativ zu bestimmen, das heißt starke von schwachen Enhancern zu unterscheiden.
Der Doktorand Cosmas Arnold hat die neue Technologie maßgeblich entwickelt und mit Hilfe des Bioinformatikers Daniel Gerlach auf Zell-Linien von Taufliegen angewendet. Dabei gewannen die Forscher bereits einige überraschende Erkenntnisse: Starke Enhancer wurden sowohl für sogenannte Haushaltsgene gefunden, die in jeder Zellen aktiv sind, wie auch für regulierte Gene, die für den jeweiligen Zelltyp spezifisch sind. Und erstmals konnte mit der Methode gezeigt werden, dass so gut wie alle Gene von mehreren Enhancern reguliert werden – eine Redundanz, die die Forscher als eine Art Sicherheitsnetz der Zelle interpretieren, das die Steuerung robuster macht.
Die neue Methode kombiniert die enorme Leistungsfähigkeit moderner Sequenziergeräte mit dem spezialisierten Know-how der Bioinformatiker am IMP. Für Alexander Stark ist sie ein äußerst wertvolles Werkzeug, von dem er sich viel verspricht: „Wir nutzen STARR-seq wie eine Art magisches Mikroskop, das die regulatorischen DNA-Abschnitte des Genoms sichtbar und zugänglich macht. Nun können wir erstmals flächendeckend untersuchen, wie Gene reguliert werden und wie diese Regulation im Genom verankert ist“.
Neben der Genregulation im Lauf der normalen Entwicklung interessiert die IMP-Forscher auch, auf welche Weise fehlgeleitete Steuerung zu Erkrankungen bis hin zu Krebs führt. Gerade Mutationen in nicht-kodierenden DNA-Abschnitten haben sich bisher einer Analyse weitgehend entzogen, können aber weitreichende Folgen haben.
*) Die Arbeit „STARR-seq Reports Genome-Wide Quantitative Enhancer Activity Maps Revealing Complex cis-Regulation of Transcription“ von Cosmas Arnold et al. erscheint am 17.1.2013 online in Science Express.
Eine Illustration zum unentgeltlichen Abdruck in Zusammenhang mit dieser Aussendung steht auf der IMP-Website zum Download zur Verfügung: http://www.imp.ac.at/pressefoto-enhancer
Über Alexander Stark
Alexander Stark (38) studierte Biochemie in Tübingen und dissertierte am EMBL in Heidelberg. An das Doktorat in Bioinformatik schloss er einen dreijährigen Forschungsaufenthalt am Broad Institute von MIT und Harvard an. Seit 2008 ist Stark Gruppenleiter am IMP in Wien. Im Jahr 2009 erkannte ihm der Europäische Forschungsrat ERC einen „Starting Grant“ über 1,8 Millionen Euro zu.
Über das IMP
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Erfolg für Nachwuchs-Wissenschaftler am IMP
In der Forschungs-Szene ist der Herbst die Zeit der Förder-Zusagen. Die großen, internationalen Förder-Organisationen geben gewöhnlich vor Jahresende die Ergebnisse ihrer Auswahlverfahren bekannt. Am Wiener Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) waren in diesem Jahr besonders viele Anträge erfolgreich.
Netzwerk junger Forscher
Mit David Keays und Alexander Stark wurden im November zwei junge IMP-Gruppenleiter in das “Young Investigator Programme” der Europäischen Molekularbiologie Organisation EMBO aufgenommen. Das Programm bietet vielversprechenden Nachwuchsforschern finanzielle, akademische und praktische Unterstützung in ihrer wissenschaftlichen Karriere und fördert ihre Vernetzung. Die Mittel – jährlich 15 000 Euro über drei Jahre – werden von den EMBO-Mitgliedsländern bereitgestellt, in diesem Fall vom Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung. Zum Kreis der bisher rund 300 „Young Investigators“ zählen auch vier IMP-Forscher aus früheren Runden.
Der australische Neurobiologe David Keays erforscht unter anderem den Magnetsinn bei Vögeln und die genetischen Grundlagen der Gehirnentwicklung. Alexander Stark, Biochemiker und Bioinformatiker aus Deutschland, hat sich zum Ziel gesetzt, den regulatorschen Code der DNA zu „knacken“, der bestimmt, wann und wo verschiedene Gene aktiviert werden. Seine Arbeit wird seit April 2010 auch durch einen ERC Starting Grant gefördert.
Karriereanschub für Post-Doktoranden
Besonders erfreulich schnitten die Post-Doktoranden des IMP bei der Einwerbung von europäischen Fördermitteln ab. Vier von sechs Antragstellern erhielten Zusagen für ein Marie Curie Intra-European Fellowship (IEF). Sie werden mit durchschnittlich 180 000 Euro über einen Zeitraum von zwei Jahren gefördert.
Nadia Kaouane (Frankreich) aus der Gruppe von Wulf Haubensak erforscht Emotions-Schaltkreise im Gehirn. Mariana Coelho Correia da Silva (Portugal), Postdoc bei Jan-Michael Peters, untersucht Aspekte der Zellteilung. Die beiden jungen Forscherinnen haben darüber hinaus soeben ein „EMBO Long-term Fellowship“ erhalten. Philipp Rathert (Deutschland) und Sumit Deswal (Indien), beide aus dem Labor von Johannes Zuber, suchen nach neuen therapeutischen Ansätzen bei Blut- bzw. Bauchspeicheldrüsen-Krebs.
Die Marie Curie-Maßnahmen im 7. EU-Rahmenprogramm werden in allen Disziplinen vergeben und sollen Mobilität und Laufbahnentwicklung von jungen Forschenden fördern. Sie sind besonders begehrt, da sie nicht nur einen attraktiven finanziellen Rahmen bieten, sondern auch hohe Anerkennung in der europäischen Forschungslandschaft genießen. Bei der Bewertung der Anträge werden, neben dem Potenzial der Forscher und der Qualität und Relevanz des Projekts, auch die Entwicklungsmöglichkeiten an der jeweiligen Institution besonders berücksichtigt.
In der aktuellen Marie Curie Ausschreibung wurden bisher 17 Projekte an 9 österreichischen Institutionen bewilligt. Neben dem IMP war auch das Partnerinstitut IMBA (Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften) mit zwei Anträgen erfolgreich. Damit entfällt mehr als ein Drittel der geförderten österreichischen Projekte auf die beiden Institute.
Rückfragehinweis:
Dr. Heidemarie HurtlForschungsinstitut für Molekulare Pathologie
Dr. Bohr Gasse 7
A-1030 Wien
Tel. +43 1 79730/3625
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Von der Natur inspiriert – Symposium zum Thema Bionik
Am 8. und 9. November 2012 findet am Wiener Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie das zehnte internationale VBC PhD Symposium statt. Die ausschließlich von Studenten organisierte Konferenz widmet sich dem Thema Bionik.
Die Bezeichnung Bionik kombiniert die Begriffe Biologie und Technik. Als Wissenszweig beschäftigt sich die Bionik mit Lösungen, die Organismen im Lauf der Evolution für mechanische oder strukturelle Probleme gefunden haben. Diese zu entschlüsseln und in technische Lösungen umzusetzen, ist das Ziel der Bionik.
Das PhD Symposium, das von Studenten des Campus Vienna Biocenter im Rahmen ihrer Ausbildung organisiert wird, gibt einen breiten Überblick über das interdisziplinäre Feld der Bionik. Die Sprecher – internationale Experten aus Biologie, Physik, Chemie und Ingenieurwissenschaften – referieren über Strategien der Energiegewinnung, Architekturmodelle, von der Natur inspirierte Materialien, Roboter, aber auch bionische Ansätze in der Informationstechnologie. Einige Höhepunkte der Veranstaltung:
Zu Beginn des Symposiums spricht der Schwede Andrew Copestake, Geschäftsführer von Swedish Biomimetics 3000. In seinem Vortrag stellt der langjährige Experte auf dem Gebiet der pharmazeutischen Innovationsforschung das „The V2IO® Innovation Accelerating Model“ vor. Dabei handelt es sich um ein gemeinsames Projekt mit Forschungseinrichtungen und Universitäten, bei dem die enge Zusammenarbeit und die Bereitstellung von Ressourcen und Know-how durch Biomimetics 3000 die Kommerzialisierung von biomimetischen Produkten beschleunigen soll.
Der Amerikaner Roger Quinn ist Leiter einer Forschungseinrichtung für Biorobotik an der Case Western Reserve University. Der promovierte Mechanik- und Flugzeugingenieur beschäftigt sich mit diversen Fortbewegungsarten von Tieren und nutzt diese als Vorbilder für den Antrieb von Robotern. Derzeit entwickelt er Roboter, die über einen kombinierten Fortbewegungsmechanismus aus Rädern und Beinen verfügen. So können sie sich schnell bewegen und gleichzeitig Hindernisse überwinden.
Den Eröffnungsvortrag am zweiten Tag des Symposiums hält der Physiologe Scott Turner (State University of NY, USA). Sein Hauptinteresse gilt der Verbindung zwischen Physiologie, Evolution, Ökologie und Anpassung. Der Wissenschafter und Buchautor spricht über Inspirationsquellen aus der Natur und den Nutzen für den Menschen. Mangelhaftes Design, so seine Überzeugung, wird von der Natur nicht toleriert. Bezieht der Mensch Evolution und Anpassung in seine Ideen mit ein, könnten zukünftig qualitativ hochwertige und widerstandsfähige Materialien und Maschinen entwickelt werden.
Toshiyuki Nakagaki , Professor an der Future University Hakodate in Japan, spricht in seinem Vortrag über die rechnerischen Fähigkeiten von Zellen, basierend auf deren Dynamik und Anpassungsfähigkeit. Der Wissenschafter studiert die Problemlösungsfähigkeiten biologischer Systeme und entwickelt daraus rechnerische Methoden zur praktischen Anwendung in der Forschung. Sein bevorzugtes Studienobjekt ist die Amöbe Physarium plasmodium. An ihrem Verhalten studiert Nagagaki Lösungen für Anpassungsprobleme und leitet daraus einfache und nützliche Algorithmen ab.
Brian Hoyle von der University of Leeds lässt sich bei der Entwicklung von elektronischen Mobilitätshilfen für sehbehinderte und blinde Menschen von Fledermäusen inspirieren. Der sogenannte „Ultracane“-Blindenstock sendet Ultraschallwellen aus, ähnlich der Echolot-Ortung von Fledermäusen. Blinde und sehbehinderte Menschen sind damit in der Lage, Hindernisse verlässlich zu erkennen und frühzeitig auszuweichen.
Das Symposium endet mit der Prämierung der besten Dissertationen am Campus Vienna Biocenter.
Vertreter der Medien sind herzlich zur Teilnehme am Symposium eingeladen. Vorträge und Diskussionen finden in englischer Sprache statt. Wenn Sie uns besuchen möchten, freuen wir uns über eine kurze Rückmeldung. Sollten Sie an einem Interview interessiert sein, leiten wir Ihre Anfrage gerne weiter.
“BioMimetics – Inspired by Nature”
Ort: Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie, IMP Hörsaal, 4. Stock
Dr. Bohr-Gasse 7 1030 Wien
Zeit: 8. November, 9.45 – 16.50 Uhr; 9. November, 9.30 – 17.30 Uhr
Weitere Informationen sowie das detailierte Programm finden Sie unter
http://www.vbc-phd-symposium.at/index.html
Kontakt:
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IMP: Europäische Förderung zur Erforschung der Gefühle
Der Neurobiologe Wulf Haubensak, Gruppenleiter am Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien, erhält einen der begehrten Starting Grants des Europäischen Forschungsrats ERC. Die Mittel in der Höhe von 1,5 Millionen Euro fördern ein ambitioniertes Projekt, das die Entstehung von Emotionen in Nervennetzen des Gehirns untersucht.
Emotionen sind Wegweiser, die Menschen und Tieren ein erfolgreiches Navigieren durch eine komplexe Umwelt ermöglichen. Angst lässt uns Bedrohungen ausweichen, Freude Belohnungen verfolgen. Die Suche nach den neuronalen Grundlagen von Emotionen fasziniert nicht nur Wissenschaftler – ist es doch die Suche nach einem zentralen Teil unseres mentalen Selbst.
Das Team um Wulf Haubensak am IMP versucht zu verstehen, wie Emotionen im Gehirn entstehen. Ähnlich wie Sehen oder Hören basieren auch Gefühle auf neuronaler Aktivität. Man nimmt an, dass Emotionen durch die Aktivität verschiedener Areale in Hirnrinde, Stammhirn und den sogenannten Mandelkernen (Amygdala) entstehen. Diese Komponenten bilden ein komplexes Netzwerk neuronaler Schaltkreise, das allerdings in den Details noch unverstanden ist.
Kartographen des Gehirns
Mit den ERC-Mitteln wollen die IMP-Forscher emotionale Schaltkreise in diesem Netzwerk kartieren und untersuchen, wie Emotionen im Zusammenspiel einzelner Schaltkreiselemente entstehen. Dazu bietet sich die Maus als experimentell zugängliches Tiermodell an, das einerseits emotionales Verhalten zeigt, dessen Gehirnanatomie andererseits einen Vergleich mit dem Menschen zulässt.
Um emotionale Schaltkreiselemente sichtbar zu machen, wird die Eigenschaft mancher Viren genutzt, selektiv bestimmte Nervenzellen zu befallen und an ihnen entlang bis ins Gehirn zu wandern. Ein zuvor in die Viren eingeschleustes fluoreszierendes Protein hinterlässt dabei eine sichtbare Leuchtspur und markiert miteinander verschaltete Neuronen. Um die so markierten Schaltkreise funktionell zu untersuchen, wenden die Forscher die in den letzten Jahren neu entwickelten Methoden der Optogenetik an. Diese erlauben es, bestimmte Nervenzell-Gruppen mittels Licht an- und auszuschalten und unmittelbar zu untersuchen, wie sich dies auf den emotionalen Zustand und das Verhalten auswirkt.
Das IMP-Projekt widmet sich auch der Frage, wie Gene und Psychopharmaka die Aktivität dieser Schaltkreise verändern und damit Emotionen beeinflussen. Die Forscher hoffen, damit auch Erkenntnisse über die aus biomedizinischer Sicht bedeutsamen emotionalen Störungen zu gewinnen. Eine mögliche Konsequenz wäre die Entwicklung von Medikamenten, die selektiv auf bestimmte Schaltkreise im Gehirn einwirken. Mit derartigen „Schaltkreistherapien“ könnten psychiatrische Erkrankungen in Zukunft gezielter und mit geringeren Nebenwirkungen therapiert werden.
EU-Förderung ermöglicht innovative Projekte
Wulf Haubensak ist über die Förderung hoch erfreut: „Der ERC Grant ermöglicht es, innovative Forschungsprojekte relativ unbürokratisch anzugehen. Dass mein Projekt auf internationaler Ebene gefördert wird, zeigt das Interesse der „scientific community“ an meinen Ideen. Der internationale Rahmen bietet uns eine Plattform, um unsere Forschung einem breiteren Publikum bekannt zu machen und junge Wissenschaftler für die Mitarbeit an unseren Projekten zu begeistern.“
Die „ERC Starting Independent Researcher Grants“ werden vom Europäischen Forschungsrat vergeben, um Spitzenforscher beim Aufbau eines unabhängigen, exzellenten Forschungsteams zu unterstützen oder neu gegründete Forschungsteams zu stärken. Voraussetzungen sind ein hochklassiges Projekt aus dem Bereich der Grundlagenforschung und das Potenzial des Wissenschaftlers, Forschung auf international höchstem Niveau durchzuführen. Die Auswahl erfolgt in einem zweistufigen Begutachtungsverfahren unter Einbindung externer ExpertInnen. Die Starting Grants werden über einen Zeitraum von fünf Jahren ausgezahlt.
Über Wulf Haubensak
Wulf Haubensak wurde 1972 in Tübingen geboren. Ab 1992 studierte er Biochemie an der Universität Bochum und untersuchte die Rolle von Botenstoffen für neuronale Gedächtnisprozesse. 2003 promovierte er in den Neurowissenschaften an der Universität Heidelberg zur Regulation der Bildung von Neuronen des Großhirns. Danach ging er als Postdoc ans California Institute of Technology, wo er Emotionsschaltkreise im limbischen System erforschte. Seit 2011 ist Wulf Haubensak Gruppenleiter am IMP in Wien.
Über das IMP
Das Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie betreibt in Wien biomedizinische Grundlagenforschung und wird dabei maßgeblich von Boehringer Ingelheim unterstützt. Mehr als 200 ForscherInnen aus über 30 Nationen widmen sich der Aufklärung grundlegender molekularer und zellulärer Vorgänge, um komplexe biologische Phänomene im Detail zu verstehen und Krankheitsmechanismen zu entschlüsseln.
Rückfragehinweis
Dr. Heidemarie Hurtl IMP Communications Tel.: (+43 1) 79730 3625 Mobil: 0664/8247910 hurtl@imp.ac.at News ArchivIMP: Fliegen-Sex: Wann lohnt sich ein Flirt?
Nur jungfräuliche Fliegenweibchen sind zur Paarung mit Männchen bereit. Hat sich ein Weibchen bereits mit einem Männchen gepaart, werden alle weiteren Bewerber abgewiesen. Woher weiß nun ein Männchen, ob sich ein Annäherungsversuch überhaupt lohnt? Wissenschaftler vom IMP in Wien haben es herausgefunden. Ihre wissenschaftliche Arbeit wurde am Sonntag im renommierten Fachmagazin „Nature“ veröffentlicht.
Selbst das aufwendigste Balzritual aus Gesängen und Flügelschlagen hilft nichts, wenn ein Fliegenweibchen bereits von einem anderen Männchen begattet wurde, weist sie alle anderen Männchen gnadenlos zurück. Damit also ein Männchen nicht unnötig Energie in fruchtloses Balzen verschwendet, muss es rasch lernen, wann sich die Mühe lohnt und wann nicht.
Krystyna Keleman, Barry Dickson und ihre Kollegen vom IMP – Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie in Wien haben herausgefunden, dass Fliegenmännchen nach dem Prinzip „Versuch und Irrtum“ lernen und dabei jedes Mal ein Stückchen „gescheiter“ werden:
Unerfahrene, sogenannte „naive“ Fliegen-Männchen versuchen, jede weibliche Fliege, die ihnen in die Quere kommt, zu begatten. Erwischen sie eine Jungfrau, dann kommt es zur Paarung. Die Männchen hinterlassen dabei auf dem Weibchen einen Botenstoff, ein Pheromon namens cVA. Werden sie jedoch von einem bereits begatteten Weibchen abgewiesen, erhöht sich ihre Sensibilität für das Pheromon, in diesem Fall ein Souvenir des Vorgängers. Sie werden also bei einem nächsten Versuch den Botenstoff intensiver wahrnehmen und besser entscheiden können, ob es sich bei dem Weibchen noch um eine Jungfrau handelt.
Verantwortlich für die Wahrnehmung des Pheromons ist ein sehr spezifischer Kreis an Dopamin-sensiblen Nervenzellen, den Keleman und Dickson im Protocerebrum, dem großen, vorderen Bereich des Fliegengehirns, identifizieren konnten. Diese Nervenzellen produzieren ein Signal, das die Art und Weise verändert, wie das Fliegengehirn die immer wiederkehrenden Einflüsse des Pheromons cvA weiterverarbeitet.
Interessant ist auch, dass man das Lernverhalten künstlich nachahmen kann: werden die Dopamin-sensiblen Nervenzellen im Gehirn einer naiven Fliege künstlich aktiviert, verhält sich die Fliege, als hätte sie bereits einen großen Erfahrungsschatz im Umgang mit Weibchen.
Die Erkenntnisse wurden unter dem Titel „Dopamine neurons modulate pheromone responses in Drosophila courtship learning“ am 19. August in der Fachzeitschrift „Nature“ publiziert.
Über das IMP
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Rückfragehinweis:
IMPM Mag. Evelyn Devuyst Tel. +43 1 797 30 – 3626 evelyn.devuyst@imba.oeaw.ac.at News ArchivNeues Theaterstück von Carl Djerassi am Campus Vienna Biocenter
Wien, 20. Juni 2012 – Carl Djerassi, Erfinder der Pille und Autor zahlreicher Bücher und Theaterstücke, wählt den Campus Vienna Biocenter (VBC) als dritten Spielort für sein neues Werk „Insufficiency“. Das Stück wird vom „VBC Amateur Dramatic Club“ präsentiert, die Schauspieler sind allesamt WissenschaftlerInnen am Campus. „Insufficiency“ reiht sich mit Djerassis anderen Stücken in die von ihm erschaffenen Genres „science-in-fiction“ und „science-in-theater“ ein, in denen er wissenschaftliche Themen und Alltagsprobleme von ForscherInnen für die Bühne aufbereitet und damit auch für nicht-WissenschaftlerInnen zugänglich macht.
WissenschaftlerInnen spielen WissenschaftlerInnen
Carl Djerassi wählt mit dem Campus Vienna Biocenter das wissenschaftliche Herz Österreichs als Standort für die weltweit dritte Inszenierung seines neuen Stücks „Insufficiency“. Bei dieser szenischen Lesung stehen allerdings nicht hauptberufliche Schauspieler auf der Bühne, sondern die WissenschaftlerInnen der Vienna Biocenter Amatheurtheatergruppe VBC-ADC. Der Inhalt des Stücks beschäftigt sich mit alltäglichen und nicht so alltäglichen Sorgen und Problemen von WissenschaftlerInnen im akademischen Umfeld. Nach der Lesung stellen sich Carl Djerassi und die Biochemikern Renée Schroeder von den Max F. Perutz Laboratories der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien den Fragen des Publikums zur AkademikerInnenkarriere.
„Insufficiency“ in der Forschung
Das fiktive Stück „Insufficiency“ (Deutscher Titel „Killerblumen“) handelt von dem polnischen Wissenschaftler Jerzy Krzyz, der in einem mittelklassigen Chemie-Institut an Kohlendioxidbläschen in Getränken forscht. Dieses esoterische Forschungsgebiet bringt ihm wenig Anerkennung beim Kollegium. Sein Widerstreben gegen eingefahrene Praktiken und Regeln führt zum Karrierestillstand auf halben Weg zum unbefristeten Mitglied des Instituts. Die Entfremdung von den Kollegen mündet schließlich in einen Mordverdacht, als zwei seiner Zweifler plötzlich tot aufgefunden werden, nachdem sie von seinem Forschungs-Champagner getrunken haben.
Carl Djerassi prägt neue Theatergenres
Der in Wien geborene Chemiker Carl Djerassi ist erfolgreich, vielseitig und mit 88 Jahren erstaunlich jung geblieben. Nach einer steilen wissenschaftlichen Karriere, die ihm 1973 die „National Medal of Science“ für die Erfindung der Antibabypille einbrachte, begann er im Alter von 60 Jahren seinen literarischen Weg. Djerassi erschuf mit seinen zahlreichen Büchern und Dramen über wissenschaftliche Themen, Alltagsprobleme und Schwierigkeiten von ForscherInnen die zwei neuen Genres „science-in-fiction“ und „science-in-theater“ (Wissenschaft in der Romanliteratur und Wissenschaft auf der Bühne, Anm.). Anfang Juni wurde ihm sein 27. Ehrendoktorat von Rektor Heinz Engl der Universität Wien verliehen, der ihn als eine der „bedeutendsten und vielseitigsten Forschungspersönlichkeiten unserer Zeit“ bezeichnete. Als Professor Emeritus für Chemie in Stanford hält Carl Djerassi, neben seinen literarischen Aktivitäten, dort auch heute noch Vorlesungen für Studierende.
Der Campus Vienna Biocenter (VBC) ist ein räumlicher Zusammenschluss verschiedener akademischer und industrieller Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus dem Bereich der Biowissenschaften im dritten Wiener Bezirk. Mit 1400 Wissenschaftlern und Studierenden aus vierzig Nationen ist der Campus Österreichs bedeutendster Life Science-Standort. www.viennabiocenter.org.
Die Mitglieder der Theatergruppe VBC-ADC rekrutieren sich aus den vier großen Forschungseinrichtungen am Campus: den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien, dem Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP), sowie den beiden Einrichtungen der Österreichischen Akademie der Wissenschaften: Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) und Gregor-Mendel-Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI).
Veranstaltungshinweis „Insufficiency“ von Carl Djerassi Szenische Lesung 26. Juni 2012 Einlass 18:00, Beginn 18:30 IMBA Auditorium Dr. Bohr-Gasse 3 1030 Wien Eintritt frei – Reservierung notwendig Tickets http://insufficiency.eventbrite.com/ Poster-Download http://www.mfpl.ac.at/djerassi/ Rückfragehinweise Georg Bauer Communications Max F. Perutz Laboratories T +43 1 4277 24003 E georg.bauer@mfpl.ac.at News ArchivDie Kunst der Zellteilung
Mit dem EU-Projekt MitoSys fördert die Europäische Kommission eine internationale Forschungsanstrengung, die zu einem umfassenden Verständnis der Zellteilung führen soll. Neben führenden Wissenschaftlern sind auch Künstler verschiedener Disziplinen an dem Projekt beteiligt.
Unter dem Mikroskop, dünn geschnitten und gefärbt, offenbaren Pflanzen eine strukturierte Schönheit, die an gotische Spitzbögen und bunt leuchtende Kirchenfenster erinnert. Der bildende Künstler Rob Kesseler lässt sich von der floralen Ästhetik zu ungewöhnlichen Tellern, Vasen und Schalen inspirieren. Der Professor für Keramikkunst und Design am “Central Saint Martins College of Arts and Design” ist einer der Künstler, die das europäische Zellteilungs-Projekt MitoSys begleiten und vermitteln werden.
MitoSys ist der Kurzname des wissenschaftlichen Programms „Systems Biology of Mitosis”, das die detaillierte Aufklärung der molekularen Vorgänge bei der Zellteilung (Mitose) zum Ziel hat. Projektleiter Jan-Michael Peters vom Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien koordiniert die Expertise von dreizehn europäischen Institutionen und Betrieben aus acht Ländern. MitoSys schließt thematisch an das Vorgängerprogramm MitoCheck an, das sämtliche 22 000 Gene des Menschen in Hinblick auf ihre Beteiligung an der Mitose untersucht hat. Bei 600 Genen wurden die Forscher fündig, nun sollen die entsprechenden Proteine und ihr Zusammenwirken studiert werden. MitoSys hat eine Laufzeit von fünf Jahren und wird von der Europäischen Kommission mit zehn Millionen Euro gefördert.
Eine der Auflagen der EU ist die Vermittlung der Forschungsinhalte an eine breite Öffentlichkeit. Zusätzlich zu führenden Biologen, Biochemikern, Mathematikern und Biophysikern werden daher bei MitoSys renommierte Künstler in das Konsortium eingebunden. Das Kunstprojekt „Meeting of Minds“, das nun an den Start geht, soll einen Zugang eröffnen, der auch ein nicht-wissenschaftliches Publikum erreicht. Dabei stehen nicht Ergebnisse im Vordergrund sondern der Prozess des wissenschaftlichen Denkens und der Weg, auf dem Erkenntnisse gewonnen werden.
Für das Projekt wurden vier Paare gebildet: jeweils einem Wissenschaftler, der ein Spezialgebiet der Mitose bearbeitet, wird ein Künstler oder Künstlerduo zur Seite gestellt. Die Teams treffen einander regelmäßig und erhalten Einblicke in die Arbeitsweise des jeweils anderen. Als Resultat dieses Austauschs entstehen vier Videos, die zur Präsentation „Meeting of Minds“ zusammengefügt und im Rahmen von Ausstellungen gezeigt werden. Das Kunstprojekt wird von Marina Wallace kuratiert, die eine Professur an der University of the Arts in London innehat.
Die Kombination von Forschern mit Künstlern aus ganz unterschiedlichen Bereichen lässt vielfältige und ungewöhnliche Interpretationen erwarten: Der Keramik-Designer Rob Kesseler wird Melina Schuh begleiten, die in Cambridge an Mitose forscht. Shobana Jeyasingh, der sich als experimentierfreudiger Choreograph einen Namen gemacht hat, schaut dem Hefegenetiker Kim Nasmyth in Oxford über die Schulter. Der Zellbiologe Tony Hyman trifft auf das britische Duo Ackroyd & Harvey, deren vielseitige Werke sich mit Wachstums- und Transformationsvorgängen auseinandersetzen. Und Projektleiter Jan-Michael Peters, der am IMP Zellzyklusforschung betreibt, teilt sein Forschungsthema mit den bildenden Künstlern Lucy and Jorge Orta aus Paris.
Jan-Michael Peters, Wittgenstein-Preisträger des vorigen Jahres, ist nicht nur leidenschaftlicher Forscher, sondern auch Kunstliebhaber und Sammler. Für ihn wirft das Kunstprojekt spannende Fragen auf: „ Mich interessiert, welche Rolle die Kreativität in der Kunst und in der Forschung spielt und wieweit sich Künstler und Forscher in ihrem Zugang ähneln. Ich vermute, dass wir im Grunde alle von denselben Fragen getrieben sind: wie ist die Welt beschaffen, in der wir uns bewegen, und was hält sie zusammen?“
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Illustrationen zu dieser Aussendung können von der IMP-Website heruntergeladen werden: http://www.imp.ac.at/pressefoto-mitosys/
Die Bilder sind zum unentgeltlichen Abdruck im Zusammenhang mit der Berichterstattung freigegeben.
Über MitoSys
Das Integrierte Projekt MitoSys (Systems Biology of Mitosis) startete im Juni 2010 mit einer Laufzeit von fünf Jahren. Ziel des internationalen Projekts ist es, die Zellteilung aus systembiologischer Perspektive zu beschreiben. Dreizehn Gruppen aus acht Ländern entschlüsseln die Funktion von Genen und Proteinen, die an der Mitose beteiligt sind. Die Europäische Union fördert das Projekt im siebenten Rahmenprogramm mit zehn Millionen Euro. Das begleitende Kunstprojekt “Meeting of Minds” läuft im Sommer 2012 an.
Über Jan-Michael Peters
Der deutsche Biologe Jan-Michael Peters, Koordinator von MitoSys, kam 1996 als Gruppenleiter ans IMP. Seit 2002 ist er Senior Scientist und seit 2011 stellvertretender Direktor des Instituts. Für seine Arbeiten zur Zellteilung hat Jan-Michael Peters zahlreiche Auszeichnungen erhalten, darunter den EMBO Young Investigator Award und den österreichischen Wittgensteinpreis 2011.
Über das IMP
Das Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie betreibt in Wien biomedizinische Grundlagenforschung und wird dabei maßgeblich von Boehringer Ingelheim unterstützt. Mehr als 200 ForscherInnen aus über 30 Nationen widmen sich der Aufklärung grundlegender molekularer und zellulärer Vorgänge, um komplexe biologische Phänomene im Detail zu verstehen und Krankheitsmechanismen zu entschlüsseln.
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Von der Hefe teilen lernen
Forscher am Institut für Molekulare Pathologie in Wien identifizieren Zellteilungs-Proteine in Hefe und klären deren Funktion
Der erwachsene menschliche Körper besteht aus mehreren Billionen einzelner Zellen. Es gilt “Omnis cellula e cellula“, was soviel bedeutet wie: jede neue Zelle kann nur aus einer bereits existierenden Zelle, also durch Teilung, entstehen. Bei diesem Prozess, der in allen höheren Lebewesen weitgehend denselben Gesetzmäßigkeiten unterliegt, wird die Erbinformation zuerst exakt kopiert und anschließend weitergegeben. Die Zelle ist also mit einer logistischen Herausforderung konfrontiert – zwei intakte Chromosomensätze müssen auf die jeweils gegenüberliegende Seite des Zellkerns transportiert werden. Der Spindelapparat fungiert dabei als eine Art molekularer Motor, der alle Chromosomenbewegungen steuert. Das Kinetochor, ein komplexes Proteinnetzwerk, ist das Bindeglied zwischen der DNA und der Spindel.
Während Kinetochorproteine, die den direkten Kontakt zur Spindel herstellen, sich entwicklungsgeschichtlich kaum verändert haben, blieb die molekulare Verwandtschaft der Chromosomen-bindenden Komponenten aufgrund der völlig unterschiedlichen DNA-Sequenz von Hefe und Mensch lange im Dunkeln.
Hefe und Mensch enger verwandt als angenommen
Dass sich Mensch und Hefe evolutionär aber weit näher stehen als bisher gedacht, zeigt eine Studie, die in der Juni-Ausgabe der Zeitschrift Nature Cell Biology erscheint. Das Team rund um Gruppenleiter Stefan Westermann entdeckte den fehlenden “evolutionären Link“ und eröffnet damit einen detaillierten Einblick in den Aufbau und die Funktion dieses Zellteilungsorganells.
“Unser Ansatz, der schließlich erfolgreich war, konzentrierte sich nicht ausschließlich auf die Proteinsequenz. Wir suchten vielmehr nach speziellen Motiven, die den Proteinen ihre Gestalt und Funktion verleihen“, meint Stefan Westermann. “Auf diese Art konnten wir, gemeinsam mit unserem Bioinformatiker Alexander Schleiffer, gleich mehrere neue DNA-bindende Moleküle identifizieren und sie dem jeweiligen humanen Pendant zuordnen.“ Anschließende Experimente zeigten, dass nicht nur die Struktur sondern auch analoge Funktionen im Verlauf der Evolution erhalten geblieben sind. “Die Stärke von Hefe als Modellorganismus ist die einfache und rasche Handhabung. Erkenntnisse aus Experimenten mit Hefe lassen sich nun leichter auf höhere Organismen übertragen“, erklärt der Forscher. Bei Vielzellern wie dem Menschen ist die fehlerhafte Aufteilung von Chromosomen häufig Ursache unterschiedlicher Krebsformen.
Gemeinsam an einem (Chromosomen) – Strang ziehen
Eines der neu klassifizierten Proteine, Cnn1, hat sich im Laufe der Studie als besonders interessant herausgestellt. Es bindet direkt an das Kinetochormolekül Ndc80, welches den Kontakt mit dem Spindelapparat gewährleistet. Interessanterweise formt dieser Kontakt aber nicht primär die Andockstelle, sondern spielt erst dann unterstützend eine Rolle, wenn die Chromosomen in Richtung Spindelpol gezogen werden. “Es könnte sich bei dieser Interaktion um eine Art Sicherheitsmechanismus handeln. Dieser wird augenblicklich wirksam, wenn besonders starke Zugkräfte auf die Chromosomen wirken.“ vermutet Stefan Westermann.
Die Arbeit “CENP-T proteins are conserved centromere receptors of the Ndc80 complex” (Schleiffer et al.) erscheint am 6. Mai 2012 als advance online publication bei Nature Cell Biology (DOI 10.1038/ncb2493).
Illustration
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Caenorhabditis elegans – ein kleiner Fadenwurm steht weltweit im Dienst der Wissenschaft. In zahlreichen Labors studieren Forscher an dem Winzling elementare Lebensvorgänge wie etwa die Prozesse des Alterns. Am Wiener Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) dient C.elegans als Modellorganismus zur Erforschung der Zellentwicklung, des Muskelaufbaus und der Sauerstoffwahrnehmung.
Obwohl der genügsame Bodenbewohner in gemäßigten Zonen weit verbreitet ist, wurde die Art in Wien noch nicht nachgewiesen. Anlässlich der Langen Nacht der Forschung 2012 ruft das IMP daher zur Jagd nach dem Wurm auf. Besucher des Standorts “Campus Vienna Biocenter“ können sich am IMP-Stand mit Wurm-Falle und Anleitung ausrüsten und ihren Fund anschließend zur Bestimmung einschicken. Sollte ein Neufund gelingen, kann der erfolgreiche Jäger sogar zum Namenspatron werden.
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