Institut für Molekulare Biowissenschaften

Forschung

Einricht mbw

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

Einricht mbw

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

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

mRNA-based gene regulation

   

Dr.

Andreas

   

Schlundt

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

   

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

Dr.

Andreas

   

Schlundt

   

mRNA-based gene regulation

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 2018/2019

  • Die Vorträge finden jeweils um 17:15 Uhr statt.
    The talks starts at 17:15
  • Ort: Biozentrum auf dem Campus Riedberg, Raum 260/3.13
    Where:  Campus Rieberg, Biocenter, Section of the Building 260 Room 3.13
Tuesday 16.10.2018  

Dr. Jose M Jimenez-Gomez
Institut Jean Pierre Bourgain INRA-Versailles, Frankreich

Domestication delayed circadian rhythms in tomato


Tuesday 23.10.2018  

Dr. Andreas Schlundt
Institut Molekulare Biowissenschaften, Goethe Universität

Towards atom-resolved RNA-protein landscapes that egotiate mRNA fate

Nature has developed multiple levels to adequately regulate gene expression in time and space, which is particularly important during stages of development and e.g. during immune response. Consequently, misbalanced expression of genes is a major cause for disease. One of the regulatory stages is to be found after DNA transcription, i.e. the so-called post-transcriptional level. In one aspect, post-transcriptional regulation drives mRNA turnover, and subsequently regulates the levels of gene products, through the interplay of mRNA decay and stabilization. mRNA untranslated regions contain cis-regulatory elements that are recognized by trans-acting RNA-binding proteins (RBPs) which account for most of the downstream events for mRNA fate. Dissecting these cis-trans landscapes and deriving general concepts is a major challenge in order to understand post-transcriptional regulation and eventually the mechanisms of prominent autoimmunological phenomena or certain types of cancer. Over more than two decades, a growing number of atomic pictures from individual cis-trans pairs have yielded great advancements in the prediction of novel mRNA targets for regulatory RBPs. However, evidence arises that much more complex cis trans networks, if not entire ‘regulatory hubs’, are involved in the fine-tuned exposition of mRNAs to degrading or stabilizing proteins, and we therefor need to capture the full picture of interactions and address the interplay of multiple cis and trans factors for an mRNA’s fate. An essential role herein needs to be ascribed to the RNA cis elements themselves, as they appear to experience significant intrinsic dynamics influencing their availability to RBPs based on the flexible nature of RNA. Atom-resolved structures of RNA-protein complexes are reliable storytellers about possible mechanisms of mRNA regulation and the molecular bases for defects. To this end, we are following an integrated structural biology approach in close collaboration with groups translating atomic information into a functional context in cells. In my talk, I will give an insight into previously successful, ongoing and future studies on mRNA-degrading and -protecting proteins in their biologically relevant contexts, the challenges they entail with regard to our work, and the integrative approaches we use to tackle them.


Tuesday 06.11.2018  

Dr. Xavier Charpentier, International Center for Research on Infectious Diseases Villeurbanne, France

Natural transformation and acquisition of antibiotic resistance in Acinetobacter baumannii

Horizontal gene transfer (HGT) is a major actor of genome evolution in bacteria. Emergence of pathogens as well as their adaptation and resistance to therapeutic and prophylactic interventions are often connected to HGT events. This is well established in the opportunistic pathogen Acinetobacter baumannii which is responsible for an increasing number of hospital-acquired pneumonia, urinary tract infections, meningitis and bacteremia. Genome sequencing of antibiotic resistant isolates revealed that multiple events of HGT are associated with acquired multi-drug resistance. Thus, intra- and inter-specific HGT events are likely responsible for the worrisome emergence of this pathogen. Yet, the specific contributions of these HGT events to resistance is often not documented and the dominant mechanism by which they arise are largely unknown. Using a cytometry-based assay on a panel of clinical isolates, we found that natural competence for genetic transformation is a conserved trait in A. baumannii. Natural genetic transformation is an evolutionary conserved phenomenon, resulting from the uptake and chromosomal integration of exogenous DNA fragments. We provide experimental evidence that natural transformation allows the transfer of genomic islands from various sizes (up to 90kb) conferring resistance to multiple antibiotics, including to carbapenems. Interestingly, acquisition or specific resistance islands impairs natural transformability, limiting further acquisitions. This genetic conflict between genomic islands and natural transformation may impact genome evolution and the spread of antibiotic resistance the Acinetobacter genus.


Tuesday 20.11.2018  

Dr. Mirko Basen
Institut Molekulare Biowissenschaften, Goethe Universität


Tuesday 29.01.2019   Dr. Daniel Kögler
     
     
Di 05.02.2019  

Prof. Dr. Andres Jäschke
Universität Heidelberg

Chemical Biology of RNA - New epitranscriptomic modifications and novel imaging approaches


     

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