GRK 3120:  Biomolekulare Kondensate: Von der Physik zu Biologischen Funktionen

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin ; Polymerforschung ; Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 542285965

Biomolekulare Kondensate haben sich zu einem neuen Denkmodell für das Verständnis biologischer Funktionen in lebenden Zellen entwickelt. Der Aufbau von Kondensaten erfordert kooperative Mechanismen, insbesondere solche, die aus der Physik der Phasentrennung in polymeren Flüssigkeiten bekannt sind, und wurde im gesamten Baum des Lebens beobachtet. Kondensate organisieren den zellulären Raum durch die Kondensation von Proteinen und anderen Makromolekülen, um biologische Funktionen zu steuern, was häufig die Rekrutierung und Regulierung wichtiger zellulärer Enzyme beinhaltet. Eine zentrale Herausforderung besteht darin, zu verstehen, wie biologische Funktionen wie beispielsweise enzymatische Aktivitäten durch die Zusammensetzung, die Materialeigenschaften, die Geometrie und die spezifischen Mikroumgebungen von Kondensaten gesteuert werden. Wichtig ist, dass Mutationen in kondensatbildenden Proteinen eng mit vielen menschlichen Krankheiten verbunden sind, was ein besseres Verständnis von Krankheiten und Therapien in der Zukunft verspricht. Die wichtigste Herausforderung des Projektes besteht darin, die tieferen und grundlegenden Zusammenhänge zwischen Kondensaten, physiologischen Funktionen und Krankheiten zu ergründen. Unser Ziel ist es, einen interdisziplinären Ausbildungsrahmen zu schaffen, der sich auf Kondensate konzentriert und die Grundlagenforschung in der Polymerphysik und Biophysik mit Biochemie, Zellbiologie und medizinische Forschung zusammenbringt. Die Forschung wird in zwei Projektbereiche gegliedert sein: Projektbereich A wird sich auf die Physik von Kondensaten konzentrieren und Projektbereich B auf die Biologie und Biomedizin von Kondensaten. Alle Projekte innerhalb des Graduiertenkollegs sind durch eine enge Zusammenarbeit mit anderen Ländern verbunden. Alle Projekte innerhalb des Graduiertenkollegs sind durch eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit verbunden, die Theorie und Experiment kombiniert und so ein Netzwerk bildet, das biologische Funktionalität mit Physik und Polymerwissenschaft verbindet. Das Thema „Kondensate“ eignet sich ideal für die Einrichtung eines interdisziplinären Ausbildungsprogramms. Denn es besteht ein dringender Bedarf, die biologische Funktion durch die physikalische Chemie und Physik biologischer Polymere zu verstehen, und dies erfordert, dass wir eine neue Generation von Doktoranden interdisziplinär ausbilden. Das Thema der Kondensate wurde in Dresden entwickelt und von einer lebendigen Forschungsszene vorangetrieben. Dies ist ein ideales Umfeld für ein fokussiertes Graduiertenprogramm, das den Doktoranden ein hohes Maß an interdisziplinärer Ausbildung bieten würde. Das Graduiertenkolleg wird die Verbindungen zwischen der TU Dresden, dem MPI-CBG, dem HZDR und dem IPF auf diesem aufstrebenden Gebiet weiter stärken. Das Graduiertenkolleg hat ehrgeizige Pläne zum Forschungsdatenmanagement in einem interdisziplinären Bereich in enger Zusammenarbeit mit dem ZIH an der TUD.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Technische Universität Dresden
• Beteiligte Institution: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR); Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (IPF); Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG)
• Sprecher: Professor Dr. Jens-Uwe Sommer
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Dr. Ellen Adams; Professor Dr. Simon Alberti; Professor Jan Brugués, Ph.D.; Professorin Dr. Miki Ebisuya, Ph.D.; Professor Dr. Stephan Wolfgang Grill; Dr. Tyler Harmon; Professor Dr. Alf Honigmann; Professor Dr. Anthony A. Hyman; Dr. Marcus Jahnel, bis 2/2026; Professor Dr. Frank Jülicher, seit 4/2026; Professor Dr. Helmut Schiessel; Professor Dr. Michael Schlierf; Professor Dr. Jared Sterneckert; Agnes Toth-Petroczy, Ph.D.