Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften

Max-Planck holt zwölf Synergy Grants und liegt damit im ERC-Ranking auf Platz eins

Beobachtungen in Echtzeit zeigen, dass sich der Follikel zunächst ausdehnt, dann zusammenzieht und schließlich die Eizelle freisetzt

Mit der MINFLUX-Mikroskopie lassen sich Abstände innerhalb von Biomolekülen mit einem Lichtmikroskop bestimmen

Auch Gliazellen bilden in Gehirn das Protein Beta-Amyloid, das bei Alzheimer zu schädlichen Plaques verklumpt

Mitoribosomen sind essentiell für die Funktion der Mitochondrien, der Kraftwerke unserer Zellen. Göttinger Forschende haben herausgefunden, wie die menschliche Zelle Mitoribosomen modular zusammensetzt.

Mehr als 116 Millionen Menschen waren 2023 laut UNHCR weltweit auf der Flucht – vor Gewalt, Krieg, zunehmend aber auch infolge von Klimaextremen, ansteigendem Meeresspiegel und Verteilungskämpfen, die etwa durch Wassermangel entstehen. Doch Klimafolgen kannten die Schöpfer der Genfer Flüchtlingskonvention von 1951 noch nicht als einen Grund, die Heimat zu verlassen. Das Völkerrecht und die Migrationsforschung zeigen auf, wie mit Migration als Folge des Klimawandels umgegangen werden könnte.

Im Freundeskreis diskutieren, ein Konzert genießen, bei Straßenlärm telefonieren – Menschen mit Hörproblemen bleiben alltägliche Höreindrücke oft verwehrt. Tobias Moser will den Betroffenen mit einer neuen Generation von Hörhilfen neue Klangwelten zugänglich machen. Die sogenannten optischen Cochlea-Implantate sind ein Beispiel für Therapien, die auf Erkenntnissen aus der Grundlagenforschung beruhen.

Mit einem unverständlichen Code kann niemand etwas anfangen – auch eine Zelle nicht. Patrick Cramer erforscht das Enzym, das den DNA-Code umschreibt, sodass aus einem Gen ein Protein entstehen kann. Dabei setzt er auf scharfe Mikroskope und auf künstliche Intelligenz.

Dass Ärzte heute viele Krankheiten besser diagnostizieren können als vor 30 Jahren, verdanken sie und ihre Patienten der Magnetresonanztomografie – und nicht zuletzt Jens Frahm. Die Forschung des Direktors der gemeinnützigen Biomedizinischen NMR Forschungs GmbH am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen hat die Aufnahmen aus dem Körper entscheidend vereinfacht. Inzwischen hat das Göttinger Team den Bildern sogar das Laufen beigebracht.

Den Transport einzelner Proteine oder winzige Membranbläschen in lebenden Zellen, die Synapsen von Neuronen oder das Skelett von Tumorzellen in allen Details – das alles können STED-Mikroskope sichtbar machen. Die Technik erfunden hat Stefan Hell, Direktor an den Max-Planck-Instituten für biophysikalische Chemie in Göttingen und für medizinische Forschung in Heidelberg. Inzwischen vertreibt das Spin-off Abberior Instruments die Fluoreszenzmikroskope mit der besten Auflösung am Markt. Und immer wieder verschieben Forschende des Instituts und auch des Unternehmens die Grenzen des Sichtbaren.

Die Geschichte der Firma Evotec zeigt, dass Biotechnologie made in Germany weltweit Maßstäbe setzen kann. Die Max-Planck-Gesellschaft zählt zu den Gründern des Unternehmens und prägt es bis heute.

Eizellen und Spermien sind während ihrer Entwicklung sehr empfindlich. Wenn beispielsweise das Erbgut nicht korrekt auf die einzelnen Keimzellen verteilt wird, sind die daraus hervorgehenden Embryonen oft nicht lebensfähig oder weisen schwere Defekte auf. Melina Schuh vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen will herausfinden, warum der Reifeprozess einer Eizelle so fehleranfällig ist. Ihre Erkenntnisse könnten eines Tages ungewollt kinderlos gebliebenen Paaren helfen.

Über eine Million Menschen stecken sich jährlich mit dem AIDS-Virus HIV an. Um eine Wirtszelle zu infizieren, muss dieses Virus nicht nur in die Zellen eindringen, sondern auch sein Erbgut in den Zellkern schleusen und in ein Chromosom einbauen. Wir haben entdeckt, dass sich das Kapsid des Virus im Verlauf seiner Evolution zu einem molekularen Transporter entwickelt hat. Dieser kann eine Verteidigungslinie des Zellkerns direkt durchqueren, die sonst vor eindringenden Viren schützt. Für die antiviralen Sensoren im Zytoplasma bleibt das HIV-Genom bei diesem Schmuggel praktisch unsichtbar.

Nur eine von drei Befruchtungen führt zu einer Geburt, denn viele Embryonen entwickeln sich nicht richtig, weil sie eine falsche Anzahl an Chromosomen tragen; sie sind aneuploid. Aneuploidie bei Embryonen ist eine der Hauptursachen für Fehlgeburten und Unfruchtbarkeit. Sie resultiert meist aus Fehlern bei der Chromosomenverteilung in der Eizelle, tritt aber auch früh im Embryo auf. Unsere Arbeiten zeigen, dass Aneuploidie oft schon entsteht, sobald sich das genetische Material beider Elternteile nach der Befruchtung vereinigt. Dies liegt an einem erstaunlich ineffizienten Prozess.

Die Charcot-Marie-Tooth Neuropathie (CMT), die häufigste vererbbare Erkrankung des peripheren Nervensystems, galt bislang als nicht behandelbar. Mittels transgener Tiermodelle konnten wir neue Therapieansätze entwickeln, die derzeit auf den Menschen übertragen werden sollen. Das eröffnet ca. 1,5 Millionen weltweit betroffenen Patienten sowie ihren Kindern mit einer genetischen Diagnose neue Behandlungsmöglichkeiten.

Nach der gängigen Lehrmeinung müssen Nervenzellen im Gehirn aktiv miteinander kommunizieren, um funktionsfähige Netzwerke zu etablieren. Neue Ergebnisse zeigen nun, dass sich Nervenzellen in einer für Lern- und Gedächtnisprozesse wichtigen Gehirnregion auch ganz ohne aktive Signalübertragung an ihren synaptischen Kontaktstellen zu normal strukturierten Netzwerken verknüpfen können.

Ionenkanäle sind Membranproteine, die bei biologischen Steuerungsmechanismen eine wichtige Rolle spielen. So verwundert nicht, dass sie auch bei Krebs eine Schaltfunktion besitzen. Der am besten untersuchte Kanal in dieser Hinsicht ist der Kaliumkanal Kv10.1, der in über 70% aller Tumorarten nachgewiesen wurde. Als Teil der Signalkaskaden, die an der Zellteilung und am Krebsgeschehen zentral beteiligt sind, wird seine Expression während der Zellteilung jeweils verstärkt oder gehemmt. Der Kaliumkanal bildet so einen neuen Angriffspunkt für die Entwicklung neuartiger Medikamente gegen Krebs.