SFB 645: Regulation und Manipulation von biologischer Informationsübertragung in dynamischen Protein- und Lipidumgebungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Dynamische Prozesse in biologischen Membranen, die maßgeblich durch Membran-Lipide und Proteine bestimmt werden, sind für das Verständnis zellulärer Funktionen von zentraler Bedeutung. Zu Beginn des SFB 645 lag der Schwerpunkt auf der Untersuchung komplexer und mechanistischer Aspekte von Zellmembranen und ihrer Bestandteile im Zellkultursystem und in Modellorganismen. Dazu sollten neue Techniken entwickelt und angewendet werden, die eine effektivere Untersuchung der Funktion von Zellmembranen und auch ihre Manipulation erlauben. Hauptziele des Antrags waren ein besseres Verständnis: 1. "des molekularen Mechanismus zur Kontrolle der asymmetrischen Verteilung von Membranbestandteilen"; 2. "der Rolle von Enzymen des Lipidmetabolismus für die Zusammensetzung der Membran- und Zellphysiologie"; 3. "der Bedeutung spezifischer Lipidkomponenten für die Membranfunktion"; 4. "der Rolle von Lipid-Metaboliten für die zelluläre Signalweiterleitung"; 5. und "die Entwicklung und Anwendung neuartiger molekularer Werkzeuge (z.B. kleine Molekülinhibitoren) zur Analyse der Membranfunktion". Der SFB 645 verfolgte diese Ziele während der letzten zwölf Jahre. In intensiver, interdisziplinärer Zusammenarbeit wurden experimentelle Ansätze und Themenschwerpunkte ausgebaut und adaptiert, so dass es gelang, bisher nicht dagewesene Einblicke in die Biochemie, Dynamik, Zusammenstellung, Erhaltung und in viele weitere Aspekte von Lipid-Membranen und Membranbestandteilen zu gewinnen. Im SFB 645 wurde das Zusammenspiel dieser Komponenten und ihre Bedeutung in verschiedenen Modellorganismen sowie in physiologischen und pathologischen Kontexten untersucht. Darüber hinaus wurden eine Reihe von Technologien zur Untersuchung und Beeinflussung des Informationsflusses in dynamischen Protein- und Lipid-Umgebungen entwickelt oder angewendet. Diese reichen von biophysikalischen Techniken, wie den neuesten mikroskopischen Verfahren, über hochmoderne Methoden zur Genomik-, Proteomik- und Lipidomik-Analyse bis zu chemischen Techniken, wie beispielsweise kleine Molekülinhibitoren oder Aptamere zur selektiven Manipulation der Lipid-, Membran- und Membran-Lipid-Funktion. Die hierbei etablierten Techniken, Modelle und Instrumentarien werden jetzt weltweit von vielen Wissenschaftlern dieses Feldes eingesetzt. Zudem hatte der SFB 645 einen maßgeblichen Einfluss auf die Strukturen der Universität Bonn und ihr wissenschaftliches Portfolio. Der SFB hat dazu beigetragen, viele renommierte und junge Wissenschaftler mit großem Potential als NachwuchswissenschaftlerInnen oder Professoren/innen nach Bonn zu holen. Mehrere ehemalige SFB-Mitglieder haben inzwischen Berufungen an andere renommierte Universitäten und Forschungsinstitute erhalten. All dies zeigt deutlich, dass die wissenschaftlichen Fortschritte, die durch die Projekte des SFB 645 während der drei Förderperioden erarbeitet wurden, wesentlich zum Verständnis dynamischer Membranprozesse und zur internationalen Sichtbarkeit der Deutschen Lipid- und Membranforschung beigetragen haben. Der SFB 645 wird sicherlich auch noch nach seinem Auslaufen die Forschungslandschaft in den Lebens- und Medizinwissenschaften nachhaltig prägen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2005. Inhibition of glycosphingolipid biosynthesis reduces secretion of the beta-amyloid precursor protein and amyloid beta-peptide. The Journal of biological chemistry 280:28110–28117
Tamboli IY, Prager K, Barth E, Heneka M, Sandhoff K, Walter J
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Schuette V, Embgenbroich M, Ulas T, Welz M, Schulte-Schrepping J, Draffehn AM, Quast T, Koch K, Nehring M, Konig J, Zweynert A, Harms FL, Steiner N, Limmer A, Forster I, Berberich-Siebelt F, Knolle PA, Wohlleber D, Kolanus W, Beyer M, Schultze JL, Burgdorf S
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2017. A chronic low dose of ∆9-tetrahydrocannabinol (THC) restores cognitive function in old mice. Nat Med
Bilkei-Gorzo A, Albayram O, Draffehn AM, Michel K, Piyanova A, Oppenheimer H, Dvir- Ginzberg M, Rácz I, Ulas T, Imbeault I, Bab I, Schultze JL & Zimmer A
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2017. Identification of a feedback loop involving beta-glucosidase 2 and its product sphingosine sheds light on the molecular mechanisms in Gaucher disease. The Journal of biological chemistry
Schonauer S, Korschen HG, Penno A, Rennhack A, Breiden B, Sandhoff K, Gutbrod K, Dormann P, Raju DN, Haberkant P, Gerl MJ, Brugger B, Zigdon H, Vardi A, Futerman AH, Thiele C, Wachten D