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RUB » DFG-Sonderforschungsbereiche » SFB642: GTP- und ATP-abhängige Membranprozesse

Noch mehr Schub für die Proteinforschung im Ruhrgebiet RUB-Sonderforschungsbereich 642 geht in die dritte Runde DFG fördert Bochum-Dortmunder Kooperation mit 7,2 Mio. Euro

Die RUB, die TU Dortmund und das Dortmunder MPI freuen sich über die Verlängerung des Sonderforschungsbereichs 642
(Sprecher: Prof. Klaus Gerwert, RUB) um weitere 3,5 Jahre.
Der Fokus der Forschung liegt auf dem Verständnis der molekularen Grundlagen GTP- und ATP-abhängiger Signalwege und Transportprozesse. Von der Struktur- bis zur Systembiologie, von der Biophysik über die chemische Biologie bis hin zur Zellbiologie arbeiten Wissenschaftler aus Bochum und Dortmund fachübergreifend im SFB 642 zusammen.

Insgesamt sind 17 Projekte aus den Bochumer Fakultäten für Biologie, Chemie und Medizin sowie der Technischen Universität und dem Max Planck Institut für molekulare Physiologie in Dortmund am bereits 2004 gegründeten SFB 642
"GTP- und ATP-abhängige Membranprozesse" beteiligt. Mit der nun bewilligten weiteren Förderung von 7,2 Mio. Euro wurden über die volle Laufzeit von insgesamt zwölf Jahren rund
20,3 Mio. Euro eingeworben.

Erfolg durch Zusammenarbeit

"Es ist nicht einfach gewesen, nach über acht Jahren internationaler Spitzenforschung die Grenzen noch weiter voranzutreiben", so Sprecher Prof. Dr. Klaus Gerwert. Den Schlüssel für den Erfolg sieht er in der hervorragenden, nahtlos engen Zusammenarbeit und dem intensiven Austausch der auf ihren jeweiligen Gebieten exzellenten Teilprojektleiter. Dadurch sind allein in den letzten vier Jahren 57 gemeinsame Publikationen entstanden. Den Wissenschaftlern stehen neben strukturaufklärenden insbesondere zeitauflösende spektroskopische Methoden zur Verfügung.

Strukturbildung an der RUB

Seit seinem Bestehen hat der SFB 642 zur Strukturbildung an der RUB beigetragen. Er war Voraussetzung für die Gründung des Protein Research Departments und Wegbereiter für das Europäische Proteinforschungsinstitut PURE (Protein Research Unit Ruhr within Europe; Sprecher: Klaus Gerwert), das 2010 seine Arbeit an der RUB aufnahm. Als der SFB zusammen mit den Dortmunder Kollegen, insbesondere den Direktoren des Max-Planck-Instituts, gegründet wurde, war er Vorreiter darin, die Kooperationen der Universitäten des Ruhrgebiets zu forcieren. Nach wie vor ist die Zusammenarbeit mit den Dortmunder Kollegen ein zentraler Pfeiler des SFB und soll auch in Zukunft den Gedanken der Universitätsallianz Metropole Ruhr (UAMR) stärken.

Besonderes Anliegen: Nachwuchsförderung

Ein besonderes Anliegen der Beteiligten ist die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, insbesondere des weiblichen. Den Doktorandeninnen und Doktoranden wird im sehr positiv bewerteten integrierten Graduiertenkolleg des SFB 642, unter enger Anleitung der Teilprojektleiter, eine fachliche und methodische Ausbildung auf höchstem wissenschaftlichem Niveau geboten. Die ergänzende "Soft Skill"-Ausbildung erfolgt in Zusammenarbeit mit der RUB Research School. 25 Doktoranden- und fünf Postdocstellen umfasst das Kolleg, dazu kommen zehn Stipendien insbesondere für ausländische Studenten. Postdoktoranden und Habilitanden profitieren ganz besonders von den hervorragenden Förder- und Forschungsbedingungen im SFB.
Allein in der letzten Förderperiode sind sechs Nachwuchswissenschaftler, davon zwei weibliche, auf Professuren an anderen Universitäten berufen worden.
Wichtig für ihre Karriere war, dass sie früh als Teilprojektleiter im SFB eine hohe Sichtbarkeit bekamen.

Im Fokus: Proteine als Regler

Proteine regeln sämtliche Lebensprozesse in der Natur und bestimmen unter anderem auch das Wachstum oder die Teilung der Zellen. Energielieferant für viele dieser Prozesse ist die Spaltung energiereicher chemischer Verbindungen, den Nukleotiden, einer Art zellulären Energiespeichern. Dies sind in erster Linie Adenosintriphosphat (ATP) und Guanosintriphosphat (GTP). Aufgrund ihrer Regelfunktion sind Proteine von größtem Interesse für die Wissenschaft und für die medizinische Anwendung: "Wenn man herausfindet, wie diese Proteine arbeiten, wie sie zusammenspielen und welche Prozesse sie steuern, kann man krankmachende Abläufe sehr viel früher und präziser diagnostizieren und damit personalisierter therapieren - unser großes Ziel in PURE ", so Prof. Gerwert.

Internes SFB-Symposium am 11.-12.02.2011 im Sportschloss Velen


Der Sonderforschungsbereich 642
"GTP- und ATP-abhängige Membranprozesse" an der RUB

Zusammenfassung des Forschungsprogramms

Der SFB 642 will zu einem detaillierten Verständnis der molekularen Grundlagen GTP- und ATP-abhängiger Signalwege und Transportprozesse beitragen. Mutationen der beteiligten Proteine können ernsthafte Erkrankungen auslösen. Daher haben viele der untersuchten Fragen auch eine hohe medizinische Relevanz. Im SFB ergänzen sich die Expertisen auf dem bearbeiteten Gebiet hervorragend. Es sollen die dynamischen, fein aufeinander abgestimmten Proteininteraktionen im Kontext der Membran räumlich und zeitlich auf verschiedenen Skalen aufgelöst werden. Ein wichtiges Ziel in der nächsten Förderperiode ist es, die Experimente näher an die In-vivo-Bedingungen heranzuführen und stärker anwendungsorientiert auszurichten. Es werden die Raumstrukturen der beteiligten Proteine, die Ligandenbindung, die Reaktionskinetiken und die Protein-Protein-Interaktionen untersucht. Die Orchestrierung der im SFB 642 verfügbaren Expertisen ergibt die einmalige Gelegenheit, von einem detaillierten Verständnis der molekularen Reaktionsmechanismen und Interaktionen der Proteine ausgehend, schließlich die Integration dieser Prozesse in die Gesamtaktivität der lebenden Zelle zu verstehen. Die Expertisen und methodischen Ansätze der Wissenschaftler umspannen u. a. die Strukturbiologie, die Biophysik, die chemische Biologie, die Zellbiologie und die Systembiologie. Neben den strukturauflösenden Methoden, Röntgenstrukturanalyse und NMR-Spektroskopie stehen insbesondere zeitauflösende Methoden zur Verfügung. Die Bestimmung der drei-dimensionalen Raumstruktur ist immer ein wesentlicher Meilenstein. Unser erklärtes Ziel ist es jedoch, das präzise aufeinander abgestimmte, dynamische Wechselspiel der Proteine untereinander zu verstehen. Dazu werden u. a. zeitaufgelöste Fluoreszenz- und FTIR-Spektroskopie eingesetzt und mit biomolekularen Simulationen der Prozesse kombiniert. Eine weitere Schlüsselrolle in der Analyse spielt die chemische Biologie, die Sonden zur Verfügung stellt oder Moleküle zur Modifikation der Signalwege. Ein solch breiter Ansatz, wie wir ihn im SFB 642 verfolgen, ist für die adäquate Bearbeitung einer derart komplexen biologischen Fragestellung unerlässlich, er kann daher nicht in einer Arbeitsgruppe allein verfolgt werden. Insbesondere die Breite der methodischen Ansätze und die gebündelte Expertise auf dem Gebiet der Proteinforschung bieten den Teil-projektleitern hervorragende Forschungsbedingungen. Die meisten Teilprojekte gruppieren sich um die Untersuchung von kleinen GTPasen der Ras-Superfamilie. Die molekularen Reaktionsmechanismen und die Interaktionen mit Effektor Molekülen verschiedener kleiner GTPasen wurden im Detail bestimmt und sind auch weiterhin Forschungsgegenstand der nächsten Förderperiode. Die Membranverankerung bestimmt die jeweilige biologische Funktion. Teilprojektleiter haben in der Vergangenheit wesentliche Beiträge insbesondere zum Verständnis der Rolle der Membranverankerung verschiedener kleiner GTPasen erbracht. Ebenfalls sollen die Gα-Untereinheiten der heterotrimeren G-Proteine sowie G-Protein gekoppelte Rezeptoren untersucht werden. Fünf Projekte des SFB 642 befassen sich mit der Struktur- und Funktionsanalyse membranständiger ATPasen. Es werden drei Klassen von ATPasen bearbeitet, die AAA-ATPasen, ABC-Transporter und PI3-Kinasen. Im Bereich der ATPasen wollen wir die Expertise des SFB 642 nutzen, um auch diese Prozesse mit höchstmöglicher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu verstehen. Eine methodische Brücke zwischen den GTP-abhängigen und den ATP-abhängigen Prozessen stellt die zentrale Proteomanalyse dar.
Die im SFB 642 im Raum Bochum/Dortmund zusammengeführte Konstellation von auf dem Gebiet der GTP- und ATP-abhängigen Membranprozesse hochrenommierten Wissenschaftlern ist im nationalen und internationalen Vergleich in dieser Fokussierung einzigartig und international weithin sichtbar. Der SFB 642 war mit Beginn im Jahr 2004 Vorreiter bei der Entwicklung, die Ruhrgebiets-Universitäten näher zusammen zu führen, insbesondere verknüpft er die universitären Arbeitsgruppen mit dem MPI. Dadurch, dass der SFB an den beteiligten Hochschulen sehr breit verankert ist, fließen die Ergebnisse auch in das Veranstaltungsprogramm der Studiengänge, die thematisch an den SFB gekoppelt sind: Biologie, Chemie, Biochemie, Chemische Biologie, Medizin, Physik. Der SFB hat auch zu strukturellen Veränderungen an der RUB geführt. Der SFB 642 ist eine tragende Säule des neugegründeten Protein Research Departments an der RUB und war eine wesentliche Voraussetzung für die Gründung des Europäischen Proteinforschungsinstituts PURE. Zu den übergeordneten Zielen des SFB 642 zählt die qualifizierte Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Der SFB hat ein Graduiertenkolleg gegründet, das eine spezifische, hoch qualifizierende wissenschaftliche Ausbildung durch führende Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen im Bereich der Proteinforschung mit modernsten Methoden gewährleistet. In der letzten Förderperiode wurden fünf Nachwuchswissenschaftler des SFB 642 auf Professorenstellen berufen. In der nächsten Förderperiode setzt der SFB 642 wieder auf die Förderung vier junger Nachwuchswissenschaftler als Teilprojektleiter. Der SFB 642 wird bei seinen Bemühungen um Gleichstellung und insbesondere der Vereinbarkeit von wissenschaftlicher Karriere und Familie von der RUB massiv unterstützt. Über die hochschulweiten, zentralen Maßnahmen zur Gleichstellung hinaus sollen SFB-spezifische Schritte unternommen werden.


Kontakt

Sprecher

Prof. Dr. Klaus Gerwert, Lehrstuhl für Biophysik, ND 04/596

0234/32-24464, -14238 (Fax)             gerwert@bph.rub.de


Sekretariat

Ekaterina Denisova, Lehrstuhl für Biophysik, ND 04/596

0234/32-24464, -14238 (Fax)             ekaterina.denisova@bph.ruhr-uni-bochum.de