Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen

Eine neue Strategie zur Entwicklung von Proteinantagonisten zeigt vielversprechende Ergebnisse bei der Bekämpfung von Leukämie
 

Die mittlere Embryonalentwicklung ist bei Tieren, Pflanzen und Algen auffallend ähnlich

Manche Braunalgen vor der Küste Japans entwickeln sich aus unbefruchteten Eizellen

SynTracker ermöglicht die Analyse von strukturellen genomischen Variationen in mikrobiellen Populationen

Der Damietta Server erweitert die Zugänglichkeit der Proteindesignforschung und ihre Anwendung in verschiedenen biotechnologischen und biomedizinischen Bereichen

Braunalgen sind Außenseiter – weder Pflanze noch Tier, weder Pilz noch Bakterium. Diese Sonderstellung im Stammbaum des Lebens macht sie für Susana Coelho und ihr Team am Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen so interessant. Die Forschenden wollen herausfinden, ob die Evolution eine wichtige Erfindung mehrmals auf die gleiche Weise gemacht hat: die Entstehung weiblicher und männlicher Individuen.

Bakterien sind fast überall – auch in unserem Darm. Ohne sie könnten wir etwa die Nahrung nicht so effektiv verdauen. Wie aber haben Mikroben die Evolution des Menschen beeinflusst?

Parasiten gibt es nicht nur im Pflanzen- und Tierreich, sie sind auch ein Teil von uns selbst. Unser Erbgut enthält Unmengen kleiner Abschnitte, die sich auf seine Kosten vervielfältigen. Diese sogenannten Transposons werden deshalb auch als parasitische DNA bezeichnet. Oliver Weichenrieder vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen will den Kopiervorgang der Transposons genauer verstehen. Nicht nur weil sie Krankheiten auslösen können, sondern auch weil sie möglicherweise ein wichtiger Motor der Evolution sind.

Zugegeben, das Forschungsobjekt ist nicht gerade appetitlich: „Kotälchen“ – kleine parasitische Würmer, die im Darm eines Wirts leben und diesem unter Umständen arg zusetzen. Der so titulierte Zwergfadenwurm Strongyloides stercoralis ist für Adrian Streit vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen dennoch faszinierend, denn er hat einen einzigartigen Lebenszyklus – und bis heute weiß niemand so recht, warum.

Der menschliche Körper bietet Lebensraum für unzählige Mikroorganismen. Insbesondere der Darm wird von einer Fülle von Bakterien besiedelt. Als junge Umweltmikrobiologin hätte Ruth Ley nie gedacht, dass sie sich einmal für den Verdauungstrakt und die darin vorkommenden Mikroben interessieren würde. Heute erforscht sie am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen, welche Rolle die unzähligen Darmbakterien für unsere Gesundheit spielen.

Was sind die Ursachen neuer Krankheitsausbrüche auf unseren Feldern? Wie entwickeln sich Krankheitserreger, um neue Wirtspflanzen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen zu infizieren und sich an diese anzupassen? Dies sind einige der Fragen, mit denen wir uns befassen. Aktuell widmen wir uns Krankheitsausbrüchen auf Kiwi-Plantagen in Südkorea und beim Bananenanbau auf dem indonesischen Archipel.

Symbiosen mit Mikroben treten in unterschiedlichen Formen auf: Von Mutualismus bis Parasitismus, entlang einer kontinuierlichen Skala. Aber wie stabil sind diese Einordnungen? Ist es immer von Vorteil, ein Mutualist zu sein? Und sind Parasiten immer dazu bestimmt, ihren Wirten zu schaden?

Viele biologische Phänomene können in Laboratorien bis ins kleinste Detail untersucht werden, ihre ökologische Relevanz erschließt sich aber erst in der Natur, und der Weg vom Labor zurück dorthin ist weit und steinig. Zusammen mit meinem Team untersuche ich, wie Fadenwürmer an Käferkadavern um kurzzeitige Futterquellen konkurrieren. Dabei spielen zentrale Konzepte der Evolutionsbiologie eine entscheidende Rolle. Deren ökologische Bedeutung erforschen wir exemplarisch auf einer kleinen, weitgehend unberührten Tropeninsel.

Obwohl wir in einem Zeitalter vieler Genomprojekte leben, lassen die daraus abgeleiteten Gene viel zu wünschen übrig. Besonders einige vereinfachte Annahmen verursachen Fehler, sobald die Eigenheiten der Molekularbiologie ins Spiel kommen. Deshalb müssen das maschinelle Lernen und die Algorithmen für die Genvorhersage verbessert werden. Neben der Zusammensetzung und dem Annotieren von Genomen entwickelten wir ein Programm, Intronarrator, um mithilfe direkter Intronenvorhersagen aus deep-RNA-Seq-Daten die aufgrund winziger Intronen entstehenden Probleme zu überwinden.

Braunalgen sind vielzellige Eukaryonten, die sich seit mehr als einer Milliarde Jahren unabhängig von Tieren und Pflanzen entwickelt haben. Sie haben eine faszinierende Vielfalt an Körpermustern und Fortpflanzungsmerkmalen erfunden, deren molekulare Basis noch vollkommen unerforscht ist. Wir nutzen den Reichtum an morphologischen und sexuellen Merkmalen dieser rätselhaften Organismen, um Licht in den Ursprung der Mehrzelligkeit und in die Evolution der Bestimmung des biologischen Geschlechts innerhalb des gesamten eukaryontischen Lebensbaums zu bringen.