Institut für Molekulare Biowissenschaften

Forschung

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Forschung

Derzeit elf Arbeitsgruppen erforschen am Institut die verschiedensten molekularen Aspekte des Lebens.

Im Fokus stehen dabei vor allem Mikroorganismen und Pflanzen. Membranbiologie ist traditionell eine der Stärken des Instituts. Im Zentrum stehen Analysen der Struktur und Funktion membranständiger Proteine, deren Regulation und Anbindung an intrazelluläre Signalkaskaden. Im Rahmen der Biotechnologie wird an der Entwicklung mikrobieller Zellfabriken durch klassische oder rekombinante Verfahren zur Überproduktion von verschiedensten Chemikalien und Enzymen gearbeitet. Ein neuer Aspekt ist die Identifizierung und Charakterisierung neuer Metabolite im Sekundärstoffwechsel insektenpathogener Mikroben und deren Anwendung. Es werden Stoffwechselwege gezielt verändert, um zum Beispiel mit Hefen Biokraftstoffe zu produzieren oder Therapieansätze für die Verbesserung der zellulären Abwehr zu entwickeln.

In der Mikrobiellen Physiologie liegt der Schwerpunkt auf der Stoffwechselphysiologie, ihrer Regulation und den genetischen Grundlagen in Archäen, Bakterien und Eukaryoten. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für Analysen der Membranbiologie und der Biotechnologie, so dass eine enge Vernetzung im Fachbereich und darüber hinaus besteht. Schwerpunkte der Forschungsrichtung Molekulare Pflanzenphysiologie sind der Energiestoffwechsel in photosynthetischen Organismen und die diesem Stoffwechsel zugrunde liegenden Interaktionen der Organellen. Dabei stehen physiologische, strukturell biochemische und genetische Untersuchungen im Vordergrund.

Im Forschungsschwerpunkt Degenerative Prozesse und molekularer Stress liegt der Fokus auf der Untersuchung der molekularen Mechanismen des Alterns und insbesondere der Rolle der Mitochondrien in diesem Prozess, sowie auf der Analyse der zellulären Antwort auf Hitze- und Photostress. Die am Schwerpunkt Schutzfunktion von Carotinoiden beteiligten Gruppen bearbeiten den molekularen Mechanismus der Carotinoid- Wirkung bei Starklicht sowie der Protektion gegen reaktive Sauerstoffspezies und Membranschädigungen, die von externen Faktoren hervorgerufen werden. Bei den regulatorischen RNAs geht es um die strukturelle und funktionale Analyse von regulatorischen nicht-kodierenden RNAs, deren Interaktion mit Proteinen sowie ihre biologische Funktion und zelluläre Regulation.

Forschungsthemen

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Forschungsthemen

Lehrstuhl     Anrede Vorname     Nachname
               

Biologie und Biotechnologie der Pilze

   

Prof.

Richard

   

Spivallo

Biologie und Genetik von Prokaryonten

   

Prof.

Jörg

   

Soppa

Biosynthese in Pflanzen und Mikroorganismen

   

Prof.

Gerhard

   

Sandmann

Merck-Stiftungsprofessur Molekulare Biotechnologie

   

Prof.

Helge

   

Bode

Molekulare Entwicklungsbiologie

   

Prof.

Heinz Dieter

   

Osiewacz

Molekulare Genetik und Zelluläre Mikrobiologie

   

Prof.

Karl-Dieter

   

Entian

Molekulare Mikrobiologie und Bioenergetik

   

Prof.

Volker 

   

Müller

      Prof. Beate    

Averhoff

Molekulare Zellbiologie der Pflanzen

   

Prof.

Enrico

   

Schleiff

Pflanzliche Zellphysiologie

   

Prof.

Claudia

   

Büchel

Physiologie und Genetik niederer Eukaryonten

   

Prof.

Eckhard

   

Boles

RNA-Strukturbiologie

   

Prof.

Jens

   

Wöhnert

 

Hochschullehrer

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Hochschullehrer

Anrede Vorname     Nachname     Lehrstuhl
               

Prof.

Beate

   

Averhoff

   

Molekulare Mikrobiologie und Bioenergetik

Prof.

Helge

   

Bode

   

Merck-Stiftungsprofessur Molekulare Biotechnologie

Prof.

Eckhard

   

Boles

   

Physiologie und Genetik niederer Eukaryonten

Prof.

Claudia

   

Büchel

   

Pflanzliche Zellphysiologie

Prof.

Karl-Dieter

   

Entian

   

Molekulare Genetik und Zelluläre Mikrobiologie

Prof.

Volker 

   

Müller

   

Molekulare Mikrobiologie und Bioenergetik

Prof.

Heinz Dieter

   

Osiewacz

   

Molekulare Entwicklungsbiologie

Prof.

Gerhard

   

Sandmann

    Biosynthese in Pflanzen und Mikroorganismen

Prof.

Enrico

   

Schleiff

   

Molekulare Zellbiologie der Pflanzen

Prof.

Jörg

   

Soppa

   

Biologie und Genetik von Prokaryonten

Prof. Richard    

Spivallo

   

Biologie und Biotechnologie der Pilze

Prof.

Jens

   

Wöhnert

   

RNA-Strukturbiologie

Lehre

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Lehre

In der Lehre ist das Institut beteiligt an den Bachelorstudiengängen Biowissenschaften, Biophysik und Bioinformatik sowie an den Lehramtsstudiengängen des Fachbereichs Biowissenschaften und der Biologieausbildung der Mediziner. Darüber hinaus bietet es die zwei Masterstudiengänge Molekulare Biowissenschaften und Molekulare Biotechnologie an und ist an anderen kooperativen Masterstudiengängen beteiligt.

Kolloquium

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Kolloquium

Wintersemester 2016/2017

  • Die Vorträge finden jeweils um 17:15 Uhr statt.
  • Biozentrum auf dem Campus Riedberg, Raum NU 260/3.13

Di.29.11.2016  (Prof. Schleiff)

 

Prof. Dr. Martin Schattat (Halle)
Do plastids care about the nucleus? - The impact of plastid position on stromule formation

Plastids are semiautonomous organelles, with their majority of proteins being encoded in the nuclear DNA and and thereby under the control of the nucleus. This anterograde control over the plastid necessitates that the plastid in turn communicates its physiological and developmental state to the nucleus (‘retrograde signalling’).
One of the open questions in retrograde signaling is the method of signal movement between plastids and the nucleus specifically the movement across the cytoplasm. One theory gaining momentum suggests that signaling molecules are transferred via direct contact between the plastid and the nucleus, largely suggested to occur via stromules. That stromules are formed to confer signal transfer to the nucleus is supported by recent observations that stromule-to-nucleus contacts are more frequent under biotic stress conditions.
Assuming that stromules are established to facilitate communication with the nucleus, then this raises the important question of how the cell supports the establishment of these plastid-to-nuclear connections. This could be either by A) intentional interaction or by B) excessive stromule induction throughout the cell and thus increasing the probability that stromules would contact the nucleus. If the latter is true, then the functional relevance of these structures in the context of plastid-to-nucleus interactions would likely be called into question.
Despite the many reports of stromule-to-nucleus interactions in literature most of reported observations were not quantified, and additionally none were considered within the context of the entire cell. Therefore essential information needed to direct our speculations about stromule function in the context of nuclear-plastid-stromule communication are still missing.
We found evidence of the 'stromule-promoting zone' surrounding the nucleus, and within this zone we observed that stromules are largely facing towards the nucleus. We further provide evidence of the basic principle underlining this accumulation of plastids around the nucleus.

Di.13.12.2016
(Prof. Entian)

 

Prof. Dr. Ed Hurt (Heidelberg)
Deciphering eukaryotic ribosome biogenesis

Ribosomes consisting of ribosomal RNA and ribosomal proteins are the machines that synthesize the proteins of the cell. In eukaryotes, the two ribosomal subunits (60S and 40S subunit) are first assembled in the nucleolus before export to the cytoplasm. Ribosome biogenesis is not only complicated but the most energy consuming process in growing cells, and thus requires  extensive regulation and coordination. Eukaryotic ribosome synthesis is initiated by transcription of a large rRNA precursor, which is subsequently modified and processed to 25S, 5.8S and 18S rRNA with a concomitant assembly of the ribosomal proteins. At the beginning of ribosome synthesis, a huge (90S) precursor particle is formed that is subsequently split to induce the formation of the pre-60S and pre-40S particles, which each follow separate biogenesis and export routes. During ribosome synthesis about 200 non-ribosomal factors and 100 small non-coding RNAs (snoRNAs) transiently work on the evolving ribosomal subunits to facilitate their assembly, maturation and                transport. However, the structure, function and the mode of assembly of these factors, most of which are highly conserved, remain largely unknown. We study ribosome formation in vivo in the yeast Saccharomyces cerevisiae and exploit a eukaryotic thermophile, Chaetomium thermophilum, for structural studies. In my talk I will summarize our recent findings on the mechanism of ribosome biogenesis, which were obtained from in vitro assays combined with genetic investigations and structural studies including electron microscopy and x-ray crystallography.


Di.10.01.2016
(Prof.Müller)

 

Dr. Seigo Shima (Marburg)
Biosynthesis of the [Fe]-hydrogenase cofactor

Di.17.01.2016
(Prof.Soppa)

 

Prof. Dr. Kai Papenfort (München)
From Strings of Nucleotides to CollectiveBehavior: RNA networks in Vibrio cholera

Di.24.01.2016
(Prof.Müller)

 

Prof. Dr. Wolfgang Liebl (München)
Alternative bacterial hosts for functional (meta)genome analysis 

Di.07.02.2016
(Prof.Schleiff)

 

Dr. Christopher Grefen (Tübingen)
Genetic analysis of GET pathway components in Arabidopsis thaliana


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