EXC 2067:  Multiscale Bioimaging: Von molekularen Maschinen zu Netzwerken erregbarer Zellen

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin ; Biologische Chemie und Lebensmittelchemie ; Medizin ; Neurowissenschaften ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Physikalische Chemie ; Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung seit 2019
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390729940

Erkrankungen von Herz und Gehirn sind in der zunehmend alternden Gesellschaft weit verbreitet und bilden zusammen die häufigste Todesursache. Als elektrisch erregbare Zellen dieser doch recht verschiedenen Organe weisen Herz- und Nervenzellen überraschend viele physiologische Gemeinsamkeiten auf. Beide Zelltypen verwenden ähnliche nanoskalige Funktionseinheiten, wie Cluster von Calciumkanälen, um die Physiologie ihrer elektrisch aktiven Netzwerke zu bestreiten. Dysfunktion dieser nanoskaligen Funktionseinheiten führt zu Erkrankungen von Herz, Gehirn oder beiden Organen.Das Ziel des Exzellenzclusters "Multiscale Bioimaging: Von molekularen Maschinen zu Netzwerken erregbarer Zellen (MBExC)" ist daher die Entschlüsselung dieser krankheitsrelevanten Funktionseinheiten von Herz- und Nervenzellen. Dieses Ziel kann nur durch integrierende, skalen-übergreifende Erforschung dieser Funktionseinheiten in Zellnetzwerken von Herz und Nervensystem erreicht werden. Von diesem Forschungsansatz versprechen wir uns Erkenntnisse, die bei isolierter Betrachtung eines Systems bzw. einer Skala nicht möglich wären. Die skalen-übergreifende Untersuchung wird erst seit kurzem aufgrund radikaler Durchbrüche in der Optischen Nanoskopie, der Röntgenmikroskopie und der Elektronentomographie möglich.Aufbauend auf Pionierarbeiten am Göttingen Campus wird MBExC innovative bildgebende analytische Methoden entwickeln und zur Analyse von Funktionseinheiten anwenden, die i) Genexpression in Mitochondrien und epigenetischen Regulation im Zellkern, ii) Assemblierung und Membranverankerung von Proteinen sowie deren krankhafte Aggregatbildung sowie iii) lokale Calciumsignale und Membranfusion in Herz- und Nervenzellen vermitteln. Auf neuen Einsichten in die Physiologie und Pathophysiologie beider Systeme werden wir dann die Entwicklung innovativer kardiologischer und neurologischer Therapieansätze aufbauen.Unter Berücksichtigung der Chancengleichheit wird MBExC weitere exzellente WissenschaftlerInnen, insbesondere ProfessorenInnen für Biophysik, integrative Strukturbiologie, strukturelle Zellbiologie und Molekularphysiologie von Netzwerken gewinnen und hochqualifizierten NachwuchsforscherInnen nahtlose Karrieremöglichkeiten bieten. Durch interdisziplinäre Ausbildung im Hertha-Sponer-College wird eine neue Generation von ForscherInnen Naturwissenschaften und biomedizinische Forschung verbinden können. NachwuchsforscherInnen werden im MBExC als Junior Fellows und NachwuchsgruppenleiterInnen gefördert. Öffentlichkeitsarbeit sowie Technologietransfer durch strategische Partnerschaft mit der Fraunhofer Gesellschaft, Ausgründungen und Industriekooperationen sind wichtige Anliegen des MBExC. Zusammenfassend wird MBExC das nanophysiologische Verständnis von Herz- und Nervensystem grundlegend vorantreiben, NachwuchsforscherInnen interdisziplinäre Ausbildung und Karrierewege bieten, Wissens- und Technologietransfer leisten und neue Therapien mit gesellschaftlicher Tragweite entwickeln.

• DFG-Verfahren: Exzellenzcluster (ExStra)
• Antragstellende Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Beteiligte Institution: Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung e. V. (DZHK); Standort Göttingen; c/o Universitätsmedizin Göttingen; Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS); Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie; (Karl-Friedrich-Bonhoeffer-Institut) (aufgelöst); Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin (aufgelöst); Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE); Standort Göttingen
• Sprecherinnen / Sprecher: Professor Dr. Patrick Cramer; Professor Dr. Tobias Moser; Professorin Dr. Claudia Steinem
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Nils Brose; Professor Dr. Matthias Bähr; Professor Dr. Jörg Enderlein; Professor Dr. Ralf Ficner; Professor Dr. André Fischer; Professor Dr. Christian Griesinger; Professor Dr. Helmut Grubmüller; Professorin Dr. Jutta Gärtner; Professor Dr. Gerd Hasenfuß; Professor Stefan W. Hell; Professor Dr. Stefan Jakobs; Professorin Dr. Sarah Köster; Professor Dr. Stephan E. Lehnart; Professor Dr. Axel Munk; Professor Dr. Peter Rehling; Professor Silvio-Olivier Rizzoli, Ph.D.; Professorin Dr. Marina V. Rodnina; Professor Dr. Tim Salditt; Dr. Melina Schuh; Professorin Dr. Blanche Schwappach-Pignataro; Professor Dr. Bernd Wollnik; Professor Dr. Wolfram-Hubertus Zimmermann