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Die Arbeitsgruppe "ANGEWANDTE MOLEKULARBIOLOGIE" befaßt sich mit der molekularbiologischen und phylogenetischen Analyse des Genoms, Transkriptoms und Proteoms aquatischer Invertebraten (insbesondere der Schwämme). In diesem Zusammenhang werden große Sequenz-Datensätze erzeugt, bioinformatisch prozessiert und analysiert um den rätselhaften Ursprung der Metazoa vor ca. 700 Millionen Jahren zu beleuchten. Funktionale Untersuchungen (in vivo und in vitro) betreffen insbesondere Moleküle der Angeborenen Immunität, der Apoptose, der Zell-Kommunikation / -Adhäsion und der Morphogenese. Die Analyse dieser konservierten und phylogenetisch ältesten Moleküle trägt zum Verständnis der entsprechenden Mechanismen und ihrer Beteiligung an der Pathogenese im modernen Menschen bei.
Weiterhin werden in der Arbeitsgruppe Mineralisations-Prozesse der Tiefsee untersucht (z.B. polymetallische Knollen und Eisen/Mangan-Krusten). Aber insbesondere eine besondere Form der Biomineralisation wird analysiert: die Biosilicat-Bildung, die in Schwämmen auf einzigartige Weise enzymkatalysiert ist. Im Verlaufe dieses Prozesses bilden Schwämmen biogenes Silicat (Glass). Insbesondere Tiefsee-Schwämme stellen Glasskelette her, die eine Größe von mehreren Metern erreichen können. Modernste Materialuntersuchungen weisen auf einen einzigartigen Verbundwerkstoff (Biosilicat) mit außergewöhnlichen Eigenschaften hin (z.B. selektive Lichtleitung, mechanische Stabilität und Flexibilität). Die bahnbrechende Entdeckung eines Biolumineszenz-bildenden Systems in Schwämmen stellt einen ersten Hinweis auf eine Funktion des Glasskeletts als natürlicher Lichtleiter dar. Ausgehend von dieser Grundlagenforschung werden in der "ANGEWANDTE MOLEKULARBIOLOGIE" Ansätze entwickelt, um das biomineralisierende System nano(bio)technologischen (z.B. Herstellung mikroopotischer Bauteile unter physiologischen Bedingungen) und biomedizinischen (z.B. neuartige Knochenersatzmaterial) Anwendungen zur Verfügung zu stellen. Bioreaktoren unterstützen hierbei die Herstellung rekombinanter Enzyme und Proteine.
Neben den an der Biomineralisation beteiligten Molekülen werden in der Arbeitsgruppe verschiedene bioaktive Substanzen aus Schwämmen und anderen marinen Organismen isoliert, charakterisiert und im Gebiet der marinen Biotechnologie eingesetzt.


Übersicht der Arbeitsgruppen "Angewandte Molekularbiologie"

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Werner E.G. Müller
"Marine Biominerale: Krusten, Knollen, Komposite"
"Ursprung und Evolution der Metazoa"
"Primmorphe - Schwammzellkultur"
"EST-Projekt"
"Basale Zell-Zell-Erkennungs- und Immunmechanismen"

Prof. Dr. rer. nat. Dr. med. Heinz C. Schröder
"Grundlagen der Biomineralisation"
"Neue biomimetische Materialien"
"Self-assembly organisch/inorganischer Hybrid-Materialien"
"Marine Biotechnologie (hochmolekulare Substanzen)"
"Entwicklung von Testsystemen für Zellschädigung"

Dr. rer. nat. Matthias Wiens
"Biomedizinische und biotechnologische Anwendung von biomineralisierenden Proteinen und Biosilicat"
"Transkriptom-Analysen, Phylogenie und Evolution"
"Apoptose und Angeborene Immunität in Schwämmen"


 
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