Prozesse an biologischen Membranen – Sonderforschungsbereich "GTP-und ATP-abhängige Membranprozesse"

Fünf Millionen Euro für die Proteinforschung – Neuer Sonderforschungsbereich an der Ruhr-Universität – Gemeinsame Initiative von Bochum und Dortmund

Prozesse an biologischen Membranen von den molekularen Grundlagen bis hin zu zellbiologischen Modellen erforschen Wissenschaftler der Ruhr-Universität mit Kollegen vom Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie Dortmund und der Universität Dortmund im neuen Sonderforschungsbereich „GTP-und ATP-abhängige Membranprozesse“. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligte fünf Millionen Euro für vier Jahre. Von der RUB sind Forscher aus den Fakultäten Biologie, Chemie und Medizin beteiligt. Sprecher ist Prof. Dr. Klaus Gerwert (Lehrstuhl für Biophysik, Fakultät für Biologie), der gleichzeitig Sprecher des RUB-Proteincenters ist. „Der neue SFB ist ein wichtiger Baustein für den weiteren Ausbaus des Proteincenters“, freute sich Prof. Gerwert.

Membranen: Schaltstellen biologischer Prozesse

Prozesse an biologischen Membranen sind zentral für die Weiterleitung von äußeren Signalen und Substanzen ins Innere von Zellen. Funktionsträger in diesen Prozessen sind Proteine, an deren Steuerung die Nukleotide GTP und ATP beteiligt sind. GTP-abhängige Prozesse steuern etwa die Zellteilung, während die Beteiligung von ATP häufig beim Transport von Ionen oder kleinen Molekülen über eine Membran eine Rolle spielt. Mutationen in den beteiligten Proteinen können diese lebenswichtigen Abläufe stören und Krankheiten wie Krebs auslösen. „Damit ist das Verständnis GTP- und ATP-abhängiger Prozesse an Membranen über die reine Grundlagenforschung hinaus von hoher medizinischer Relevanz“, so Dr. Nikolaus Bourdos, Geschäftsführer des SFB. Die Ergebnisse der Forscher sollen helfen, gezielt wirkende Medikamente zu entwickeln.

Wissenslücken schließen

Weltweit wenden Forscher derzeit zwei moderne Hochdurchsatzverfahren an, um biologische Prozessen besser zu verstehen: Mit den Methoden der Proteomik identifizieren sie die Gesamtheit der aktiven Proteine einer Zelle, um anschließend die dreidimensionale Struktur der Proteine aufzuklären (strukturelle Genomik). Dieser Ansatz war bislang nur selten bei Membranproteinen erfolgreich, weil diese Proteine u.a. schwierig in ausreichenden Mengen und mit hoher Reinheit zu gewinnen sind. Der neue SFB soll so dazu beitragen, die Wissenslücke auf dem Gebiet der GTP- und ATP-abhängigen Membranprozesse zu schließen.

Neue Ansätze entwickeln

Der neue SFB verfügt mit seinen zwölf Teilprojekten über eine große Bandbreite an wissenschaftlichen Methoden. Neben der Anwendung etablierter Techniken spielen neue methodische Ansätze eine große Rolle, vor allem die sog. zeitaufgelöste FTIR-Spektroskopie, die die dynamischen Prozesse in Membranproteinen und deren Wechselwirkungen sichtbar machen kann. Die Forscher wollen außerdem neue Methoden in der Massenspektrometrie und bei der chemischen Modifikation von Proteinen entwickeln. Diese neuen Entwicklungen im SFB werden erheblich dazu beitragen, Struktur und Dynamik von Membranproteinen aufzuklären. Bereits im letzten Jahr wurden im Rahmen der Ausstattung des Proteincenters an der RUB drei Massenspektrometer und ein Röntgendiffraktometer angeschafft. „Mit seiner modernen Ausstattung und seiner kooperativen Vernetzung ist das Proteincenter eine wichtige Basis des SFB“, so Dr. Bourdos.

Einbindung des wissenschaftlichen Nachwuchses

Neben etablierten Forschern mit internationalem Renommée sind als Teilprojektleiter auch Nachwuchswissenschaftler im SFB vertreten. „Aus den Drittmitteln des SFB können in Zukunft außerdem Stellen für etwa 30 Doktoranden und Postdocs finanziert werden“, plant Prof. Gerwert. Zusätzliche Reisemittel ermöglichen den Jungforschern die Teilnahme an Tagungen und Besuche bei Kooperationspartnern im Ausland. Zudem kann voraussichtlich bald eine DFG-Nachwuchsgruppe in den SFB eingegliedert werden.

Der SFB in Forschung und Lehre

Viele der Teilprojektleiter sind an den neu eingerichteten Bachelor- und Masterstudiengängen beteiligt, sodass die Erkenntnisse aus der Forschung im SFB unmittelbar in die Lehre fließen. Studierende des Hauptstudiums sollen in aktuellen Forschungsthemen und in der Anwendung der modernsten wissenschaftlichen Methoden unterrichtet werden.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Klaus Gerwert, Sprecher des SFB, Lehrstuhl für Biophysik, ND 04/596, Tel. 0234/32-24461, Fax: 0234/32-14238, E-Mail: gerwert@bph.ruhr-uni-bochum.de
Dr. Nikolaus Bourdos, Geschäftsführer des SFB, ND 04/351, Tel. 0234/32-25604, Fax: 0234/32-05604, E-Mail: bourdos@bph.ruhr-uni-bochum.de