Jahresbericht 2014 - bfb
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Jahresbericht 2014 - bfb
Jahresbericht 2014 Adresse: Dr. Kathrin Sommer Koordinatorin Bonner Forum Biomedizin c/o Institut für Pathologie Sigmund-Freud-Straße 25 53127 Bonn Tel.: Fax: ++49 228 287 11375 ++49 228 287 15030 email: [email protected] www.bfb.uni-bonn.de Inhaltsverzeichnis Inhalt: Vorwort 2 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen 4 BFB-Tech Treffen 60 BFB workshops 60 BFB JobTalks 61 Kurzmitteilungen 62 BFB-Jahrestreffen 65 Publikationen 71 Vorstand und Nachwuchsvertreter 81 Mitglieder 83 1 BFB Jahresbericht 2014 Vorwort Im 18. Jahr seines Bestehens blickt das Bonner Forum Biomedizin wieder auf ein erfolgreiches Jahr zurück, in dem wir durch ein vielfältiges Angebot und zahlreiche Aktivitäten den Standort Bonn in der biomedizinischen Forschung unterstützt haben. Gleich sieben neue Mitglieder wurden in das BFB aufgenommen und stehen für ein gleichbleibend hohes Interesse und belegen, dass das BFB weiterhin große Attraktivität besitzt und zu einem unverzichtbaren Bestandteil der Bonner Forschungslandschaft geworden ist. Das BFB ist offen für alle Nachwuchswissenschaftler der Bonner Lebenswissenschaften und erfüllt damit einen wichtigen Beitrag für die Vernetzung zwischen den Forschungsverbünden, und ist auch eine wichtige Einrichtung für Studenten, die nicht in strukturierten Programmen organisiert sind. Die Jahrestagung des BFB findet immer am Ende des Wintersemesters statt, und dient dem Austausch und der Vernetzung innerhalb des BFB. Dieses Jahr waren wir zum 2. Mal im Sporthotel in Hennef. Aus den Reihen des BFB nahmen insgesamt 178 Nachwuchswissenschaftler teil und präsentierten ihre Ergebnisse in Form von Postern und Vorträgen. Für den besten Kurzvortrag und sechs herausragende Poster gab es Preise. Das Treffen war wieder ein Beweis, dass das Bonner Forum Biomedizin „lebt“ und eine exzellent etablierte Plattform für den wissenschaftlichen Austausch von Naturwissenschaftlern und Klinikern darstellt. Die neuaufgenommen Mitglieder aus dem vergangenen Jahr stellten sich mit Vorträgen vor. Unser besonderer Dank gilt allen unseren Unterstützern, insbesondere dem Rektorat und der Medizinischen Fakultät. Wir hoffen auch in Zukunft die notwendige Infrastruktur für diese einmalige Form des interdisziplinären, wissenschaftlichen Austauschs in Bonn weiter ausbauen zu können. W. Witke 1. Sprecher 2 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Jahresbericht 2014 des Bonner Forum Biomedizin Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Das Bild zeigt in der Mitte das humane Ribosom im post-translokationen Zustand (genauer dessen Elektronendichteverteilung, grau) bei fast-atomarer Auflösung. Farbig ist eine cartoonhafte Interpretation dieser Dichtekarte gezeigt, wobei verschiedene Farben die unterschiedlichen Bestandteile des Komplexes darstellen. Links und Rechts sind die kleine bez. große Untereinheit (gelb/blau) noch einmal einzeln gezeigt. Dazu wurde der in der Mitte gezeigte Komplex im Computer „wie ein Buch“ geöffnet: kleine Untereinheit 80 Grad nach links, große Untereinheit 80 Grad nach rechts. (E. Behrmann, caesar, Structural Dynamics of Proteins) 3 BFB Jahresbericht 2014 BONNER FORUM BIOMEDIZIN Prof. Dr. W. Kolanus, LIMES Institut Mol. Immunologie Prof. Dr. G. Kristiansen, Institut für Pathologie Prof. Dr. J. Bajorath, B-IT Prof. Dr. U. Kubitschek, Inst. für physik. und theorethische Prof. Dr. H. Beck, Department of Epileptology Chemie Dr. E. Behrmann, caesar Prof. Dr. C. Kurts, IMMEI Prof. Dr, R, Betz, Insitut für Humangenetik Pro. Dr. T. Lang, LIMES Membran Biochemie Prof. Dr. F. Bradke, DZNE Prof. Dr. E Latz, Institut für angeborene Immunität Prof. Dr. O. Brüstle, Institut für Rekonstruktie Neurobiologie Prof. Dr. G. Mayer, LIMES Chem. Biologie u. chem. Genetik Prof. Dr. S. Burgdorf, LIMES, Zelluläre Immunologie Prof. Dr. C. Müller, Pharmazeutisches Institut I Prof. Dr. C. Drosten, Institut für Virologie Prof. Dr. M. Nöthen, Institut für genetische Medizin Prof. Dr. G. von der Emde, Institut für Zoologie Prof. Dr. N. Novak, Klinik für Dermatologie und Allergologie Prof. Dr. M. Famulok, LIMES Institut, Chem. Biologie Prof. Dr. M. Pankratz, LIMES Institut, Entwicklungsbiologie Prof. Dr. B. Fleischmann, Institut für Physiologie I Prof. Dr. S. Perner, Institut für Pathologie Prof. Dr. I. Förster, LIMES Immunologie und Umwelt Prof. Dr. A. Pfeifer, Institut für Pharmakologie und Toxikologie Prof. Dr. D. Fürst, Insitut für Zellbiologie Prof. Dr. K. Sandhoff, Kekulé-Institut für Organische Prof. Dr. N. Garbi, IMMEI Chemie und Biochemie Prof. Dr. M. Geyer, Caesar, Physikalische Biochmie Prof. Dr. T. Sauerbruch, Zentrum für Innere Medizin Prof. Dr. V. Gieselmann, Institut für Biochemie und Molekularbiologie Prof. Dr. K. Schilling, Anatomisches Institut Prof. Dr. A. Haas, Institut für Zellbiologie Prof. Dr. S. Schoch, Institut für Neuropathologie Prof. Dr. D. Hartmann, Institut für Anatomie Prof Dr.. H. Schorle, Institut für Pathologie Prof. Dr. G. Hartmann, Institut für klinische Chemie und PharmakoloProf. Dr. J. Schultze, LIMES Genomics and gie Immuneregulation Prof. Dr. M. Heneka, Klinik Poliklinik für Neurologie Prof. Dr. U. Schweizer, Inst.für Biochemie und MolekularbioJun.-Prof. Dr. C. Henneberger, Institut für zelluläre Neurowissenlogie schaften Prof. Dr. V. Stein, Institut für Physiologie II Prof. Dr. V. Herzog, Institut für Zellbiologie Prof. Dr. U. Spengler, Zentrum für Innere Medizin Prof. Dr. M. Hoch, LIMES Institut, Mol. Entwicklungsbiologie Prof. Dr. C. Steinhäuser, Institut für zelluläre NeurowissenProf. Dr. J. Höhfeld, Institut für Zellbiologie schaften Prof. Dr. M. Hölzel, Institut für klinische Chemie und Pharmakologie Dr. T. Strünker, Caesar Prof. Dr. V. Hornung, Institut für klinische Chemie und Pharmakologie Prof. Dr. C. Thiele, LIMES Institut, Membran Biologie Prof. Dr. J. Kalff, Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Prof. Dr. Th. Tüting, Klinik und Poliklinik für Dermatologie Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie Prof. Dr. D. Wachten, Caesar Prof. Dr. W. Kastenmüller, IMMEI Prof. Dr. K. Willecke, Institut für Genetik Prof. Dr. N. Koch, Institut für Genetik Prof. Dr. W. Witke, Institut für Genetik Prof. Dr. A. Zimmer, Institut für molekulare Psychiatrie 4 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Heinz Beck Life and Brain Center Experimental Epileptology and Cognition Research We have an overarching research interest in understanding the function of recurring motifs in the intricate brain circuitry, and how these give rise to complex functions in the intact brain. On the level of single neurons, we are interested in how the many thousands of excitatory inputs are integrated at neuronal dendrites, and how they interact with inhibitory and modulatory synaptic inputs. Our group also has a strong track record investigating basic mechanisms of epilepsy in animal models and tissue obtained from epilepsy surgery, and we are examining the network correlates of epilepsy, as well as the mechanisms of CNS drug actions on the network level. To address these questions, we are using multiphoton uncaging of neurotransmitters combined with imaging and dual somatodendritic patch-clamp recordings. To better understand the function of specific inhibitory or modulatory motifs, we are making use of these approaches with in-vivo and in-vitro electrophysiology, multiphoton imaging and behavior. 5 BFB Jahresbericht 2014 Elmar Behrmann Caesar Structural Dynamics of Proteins Life is not static and neither are the proteins crucial to the function of our cells. However, our structural understanding of these microscopic machines is often limited to one or at best few static snap-shots. In my group, we focus on the application of electron microscopy (EM) to visualize such dynamic entities in their native-like environment. Using this approach, we strive to deduce the structural pathways at the heart of biological processes. Different from e.g. protein crystallization, EM allows for the rapid trapping of intermediate states by either vitrification (“snap freezing”) or by chemical crosslinking in heavy metal stains. Trapped structures can then be determined to high resolution, visualizing key structural transitions required for the mode of action of the protein studied. Our main interest is in those proteins that add functionality to the lipid membranes of our cells. Membranes are paramount for the identity of a cell, as they shield the interior from the surrounding environment, but must not be static as controlled passage over these biological barriers is necessary for life. The structural basis for how proteins interact with and modulate membranes is still largely lacking, especially with regard to the dynamic interplay between lipids and proteins. To allow us to visualize such dynamic entities in their native-like environment, we furthermore develop functionalized template structures to support lipid-bilayers in biologically meaningful geometries. In parallel, we are also trying to overcome the need for fixing samples –either by vitrification or chemical crosslinking in heavy metal stains– in order to become able to visualize truly dynamic samples. So called in situ imaging, where samples are maintained in a fully-hydrated state inside the vacuum of an electron microscope, is an emerging field in EM. However, its practical implementation is not trivial, requiring further development to become a useful tool for studying individual protein complexes. 6 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Regina C. Betz Institut für Humangenetik Unsere Forschungsprojekte haben die Identifizierung und Charakterisierung von Genen, die zu erblichen Formen von Haut- und Haarerkrankungen beitragen, zum Ziel. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen verschiedene Formen von Alopezien (Haarlosigkeit). Es werden sowohl seltene monogene als auch in der Bevölkerung häufig vorkommende genetisch komplexe Alopezien untersucht. Die Untersuchung monogener Alopezien umfasst vor allem die sog. Hypotrichosis simplex (HS), bei der der Haarausfall bereits im Kindesalter beginnt. Hier konnte bei einem Teil der Familien Corneodesmosin als verantwortliches Gen identifiziert werden. Für eine autosomal-rezessive Form der HS gelang uns die Identifizierung und Charakterisierung des Gens für den G Protein-gekoppelten Rezeptor P2RY5. Darüber hinaus konnten wir den Liganden für P2Y5 identifizieren und somit einen bis dato unbekannten Stoffwechselweg für das Haarwachstum beschreiben (Pasternack et al., Nat Genet 2008). Zur weiteren Untersuchung der Pathophysiologie von HS suchen wir nach Bindungspartnern von P2Y5. Desweiteren konnten wir kürzlich SNRPE, ein Protein aus dem Spliceosomenkomplex für eine weitere Form der Hypotrichosis identifizieren (Pasternack et al., Am J Hum Genet 2013). Bei den genetisch komplexen Alopezien stehen die Alopecia areata (AA) und die androgenetische Alopezie vom weiblichen Typ (F-AGA) im Mittelpunkt der Untersuchungen. Die AA stellt die zweithäufigste Form von Haarausfall dar und ist typischerweise charakterisiert durch kreisrunden Ausfall des Kopfhaares. Wir verfügen derzeit mit über 2.300 AA-Patienten mittel-europäischer Abstammung über das weltweit größte AA-Kollektiv. In Kandidatengen-Untersuchungen konnten wir Beiträge des HLA-Komplexes und der Gene PTPN22, TRAF1/C5 und CTLA4 zum Krankheitsrisiko nachweisen. Zur weiteren systematischen Untersuchung von Krankheitsgenen bei der AA haben wir eine genomweite Assoziationsstudie (GWAS) durchgeführt, deren Ergebnisse kürzlich anhand einer Meta-Analyse gemeinsam mit den Daten einer amerikanischen Gruppe publiziert wurden. Hierbei konnten wir vier unabhängige Effekte in der HLA-Region - mit HLA-DR als wichtigsten Faktor - und zwei Suszeptibilitätsgene außerhalb der HLA-Region identifizieren (Betz et al., Nat Commun 2015). Die Funktionsaufklärung der identifizierten Gene wird entscheidende Einsichten in die molekularen Grundlagen der Haarlosigkeit und die Entwicklung neuer rationaler Behandlungsmethoden ermöglichen. 7 BFB Jahresbericht 2014 Prof. Dr. Frank Bradke DZNE Bonn Axonal Growth and Regeneration Ausrichtung der Abteilung Läsionen im Zentralen Nervensystem (ZNS) von Säugetieren haben meist verheerende Folgen, denn die verletzten Axone können sich nicht regenerieren. Die Myelinschicht und das Narbengewebe, die die Verletzungen umschließen und auch Mechanismen im Zellinnern verhindern das Wachstum von verletzten Axonen. Während schon sehr viel über die äußeren Schlüsselfaktoren bekannt ist, die das Nachwachsen von Axonen begünstigen oder behindern, so ist über die Vorgänge im Zellinnern, die das Wachstum der Nervenzellen kontrollieren, nur wenig bekannt. Forschungsziel der Arbeitsgruppegruppe ist, zu verstehen, wie axonales Wachstum in verletzten und unverletzten Neuronen reguliert wird. Die Wissenschaftler manipulieren dazu die Wachstumsstadien von Nervenzellen in vitro und in vivo und schaffen neue Bedingungen unter denen die Wachstumshemmung im ZNS aufgehoben wird, Voraussetzung für jegliche Therapie von Rückenmarksläsionen. In der Forschungsgruppe werden Methoden der Zellbiologie, Video-Mikroskopie, Molekularbiologie und Biochemie angewandt sowie im Tiermodell In-vivo-Studien durchgeführt. 8 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Oliver Brüstle Institut für Rekonstruktive Neurobiologie Das Feld der Stammzellbiologie hat in dem vergangenen Jahrzehnt erhebliche Verschiebungen traditioneller Paradigmen erlebt. So ist nach der Induktion von Pluripotenz in somatischen Zellen und der Herstellung so genannter iPSCs (induced pluripotent stem cells) auch die direkte Konversion von somatischen Zellen in Zelltypen anderer Keimblätter möglich geworden. Aus diesen Technologien ergeben sich spannende Forschungsgebiete, die sowohl entwicklungsbiologisch als auch für die Krankheitsforschung und medizinische Wirkstoffentwicklung von wachsendem Interesse sind. Diese Entwicklungen spiegeln sich in den Schwerpunkten der wissenschaftlichen Arbeiten am Institut für Rekonstruktive Neurobiologie wider. Neben der Optimierung der neuralen Differenzierung pluripotenter Zellen in neurale Zelltypen haben sich die Erforschung der Transdifferenzierung und die Modellierung von neurodegenerativen Erkrankungen anhand von Patienten-spezifischen iPSCabgeleiteten neuralen Zellen als Forschungsrichtungen am Institut etabliert. Ein wichtiges Ziel ist hierbei die Anwendung dieser Zellen für die Suche nach neuen therapeutischen Wirkstoffen. Demzufolge wird ein besonderer Fokus auf die Entwicklung von für den Pharmasektor relevanten zellulären Testsystemen gelegt. Komplementär werden entsprechende Methoden für die Industrialisierung und Automatisierung von Zellreprogrammierung, -differenzierung und -expansion etabliert. Professur ‚Neurale Regeneration’ Die Arbeitsgruppe Neurale Regeneration wird von Herrn Prof. Dr. Harald Neumann geleitet. Im Fokus dieser Arbeitsgruppe stehen die molekularen Mechanismen neurodegenerativer Erkrankungen wie der Multiplen Sklerose (MS) und der Alzheimerschen Erkrankung sowie die Erforschung regenerativer Therapien. Dazu werden verschiedene Zellkultur- und Tiermodelle verwendet. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hierbei auf pathophysiologischen und regenerativen Mechanismen der entzündlichen Neurodegeneration. Die AG konnte zeigen, dass Mikrogliazellen im Verlauf eines degenerativen oder entzündlichen Prozesses im Nervensystem die geschädigten Strukturen mit Hilfe der Phagozytose abräumen und dies zur Reparatur des Nervengewebes beiträgt. Kürzlich durchgeführte Untersuchungen ergaben, dass ein Rezeptor der angeborenen Immunität (‚Triggering receptors expressed on myleoid cells-2’; TREM2) an diesem Abräumvorgang wesentlich beteiligt ist und einen anti-inflammatorischen Signalweg in den Mikrogliazellen induziert. Die Abräumfunktion dieses mikroglialen Rezeptors kann auch zur Förderung der Regeneration im Tiermodell der Multiplen Sklerose eingesetzt werden. Intakte Nervenzellen hingegen verhindern durch Expression von Sialinsäuren in der Glycocalyx, dass sie von Mikrogliazellen abgeräumt werden. Siglec-(Sialic acid binding immunoglobulin like lectin‘)-Rezeptoren der Mikrogliazellen erkennen die Sialinsäuren der intakten Nervenzellen und unterdrücken die immunologische Abwehrreaktion der Mikrogliazellen. 9 BFB Jahresbericht 2014 Stiftungsprofessur ‚Stammzell-Pathologien’ Seit dem 17. Januar 2008 ist die Gruppe „Stammzellpathologien“ am Institut für Rekonstruktive Neurobiologie etabliert. Dieses Forschungsvorhaben wird für zunächst fünf Jahre von der VW Stiftung im Rahmen des „Lichtenberg-Programms“ gefördert. Die Gruppe um Professor Scheffler wird in enger Interaktion mit mehreren Kliniken und Instituten der Universität Bonn Stammzellen aus humanen Tumorgewebeproben (Gehirn, Haut, Weichgewebe, etc.) isolieren und zellbiologisch, molekularbiologisch, humangenetisch und pharmakologisch charakterisieren. Grundlegendes Ziel dieser Studien ist die Identifizierung von Gemeinsamkeiten der für die Aufrechterhaltung der Tumoren verantwortlichen Zellen. Die Ergebnisse dieses Vorhabens sollen zu neuartigen Ansätzen in der Behandlung vielfach therapieresistenter Tumorerkrankungen führen. Nachwuchsgruppe ‚Neurodevelopmental Genetics’ Die Nachwuchsgruppe ‚Neurodevelopmental Genetics’ unter der Leitung von Dr. Sandra Blaess beschäftigt sich mit molekularen Mechanismen der Entstehung neuronaler Subpopulationen. Mit Hilfe von verschiedenen knock-out und konditionalen knock-out Mausmodellen wird untersucht, wie die genetische Identität von neuronalen Subpopulationen im Mittelhirn und Hypothalamus während der Entwicklung etabliert wird. Außerdem wird untersucht inwieweit die genetische Identität von embryonalen neuronalen Subtypen Aufschluss über ihre finale Position und Funktion im adulten Gehirn gibt. Dazu werden die Entwicklungsschicksale und Migrationswege genetisch definierter Vorläuferzellpopulationen im Mausmodell und in organotypischen Schnittkulturen analysiert. Nachwuchsgruppe ‚Neural Development’ Während der Entwicklung des menschlichen Gehirns entsteht durch die präzise Choreographie von Neurogenese, neuronaler Migration und Synaptogenese ein komplexes neuronales Netzwerk. Humane Fehlbildungen, die mit Defekten in der kortikalen Entwicklung verbunden sind, können zur Ausbildung von Lissenzephalien mit schweren Folgen wie Epilepsie und geistiger Behinderung führen. Induzierte Pluripotenz und die direkte Konversion von somatischen Zellen eröffnen faszinierende neue Perspektiven, die Krankheitsentstehung direkt in menschlichen Nervenzellen zu studieren. Im Rahmen einer Nachwuchsgruppenförderung, die von Frau Dr. Ladewig eingeworben wurde, soll ein humanes Zellkultursystem für die Lissenzephalie etablieret werden, welches neue Einblicke in angeborene Störungen des menschlichen Neokortex liefern soll (Nachwuchsgruppenförderung vom Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen). 10 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Sven Burgdorf LIMES Cellular Immunology When dendritic cells (DCs) encounter antigens in the peripheral tissue, they become activated and migrate towards the draining lymph node, where the present processed antigens on MHC molecules to T cells. Antigens loaded on MHC II molecules can be recognized by antigen-specific T helper cells, whereas the loading of extracellular antigens onto MHC I molecules, a process termed cross-presentation, can lead to the activation of cytotoxic T cells. In our lab, we are interested in the molecular mechanisms of cross-presentation (Burgdorf et al., Science 2007). Antigen processing for cross-presentation involves antigen export from the endosomal compartment into the cytoplasm for proteasomal degradation. In a recent study, we could demonstrate that this translocation is mediated by Sec61, an ER protein that is recruited toward antigencontaining endosomes after stimulation with TLR ligands (Zehner et al., Immunity 2015). After proteasomal degradation, antigen-derived peptides are re-imported into the same endosomes by endosomal TAP (Burgdorf et al., Nat Immunol 2008) with the help of the AAA ATPase p97 (Zehner et al., PNAS 2011). Additionally, we could demonstrate that mannosylation of antigens targets them specifically for cross-presentation (Rauen et al., PLoS One 2014) and are currently developing a yeast-based expression system to mannosylate random antigens. A second focus of our group is the immunoregulatory function of endocytic receptors. We could demonstrate a direct effect of the MR on the cytotoxicity of activated T cells. T cells activated in the presence of the MR show a severely impaired cytotixic activity in vitro and in vivo. This impairment is mediated by a direct interaction of the MR with CD45 on the T cell surface. Interaction with the MR prevents phosphatase activity of CD45, resulting in activation of the JAK-STAT pathway and the down-regulation of Bcl6, a transcriptional repressor binding directly to the CTLA-4 promoter. Hence, interaction with the MR with CD45 induced CTLA-4 expression, which was responsible for the impaired cytotoxicity. MR-induced T cell tolerance can be overcome by increased CD28 signaling under inflammatory conditions. At present, we are investigating the effect of the MR on other cell types and we are analyzing the function of CD45 on macrophages in the context of western diet. 11 BFB Jahresbericht 2014 Gerhard von der Emde Institut für Zoologie Sensorische Ökologie/Neuroethologie Unsere Gruppe untersucht wie Tiere ihre natürliche Umwelt wahrnehmen, wie sie sich orientieren und navigieren und wie sie sensorische Reize flexibel interpretieren. Besonders interessieren wir uns für die Verarbeitung sensorischer Information und für kognitive Prozesse im Wirbeltiergehirn, wie z.B. Lernen und Gedächtnis, Objekterkennung, Kommunikation, Entscheidungsfindung, u.a.. Eines unserer Modellsysteme sind schwach-elektrische Fische, die aktive Ortungs- und Kommunikationssysteme besitzen, bei denen sie elektrische Signale in die Umwelt aussenden und diese auch selbst wieder wahrnehmen können. Bei der „aktiven Elektroortung“ können die Tiere bei völliger Dunkelheit Objekte erkennen und analysieren und so ein nachtaktives Leben führen. In Verhaltensversuchen konnten wir die elektro-sensorischen Fähigkeiten bei der Objektwahrnehmung weitgehend aufklären und zeigen, dass elektrische Fische ein detailliertes elektrisches Bild ihrer komplexen Umgebung wahrnehmen, das dem visuellen Bild optisch orientierter Fische gleicht. Durch biophysikalische, elektrophysiologische und neuroanatomische Experimente konnten wir die neuronalen Grundlagen einiger sensorisch/kognitiver Fähigkeiten aufklären. Die Tiere setzten ihre elektrischen Signale auch bei der Kommunikation ein. Durch Verhaltensversuchen mit sozial lebenden Arten fanden wir komplexe Kommunikationsmuster, mit denen die Gruppenmitglieder ihre Aktivitäten koordinieren und so z.B. sinnvolle Entscheidung über Verhaltensmuster der gesamten Gruppe treffen können. Durch das Verständnis der sensorischen Mechanismen der Objekterkennung bei der aktiven Elektroortung und -kommunikation konnten wir in einem bionischen Ansatz die biologischen Prinzipien in die Technik übertragen. Das Resultat waren z.B. katheterbasierte Sensoren, die bei Untersuchungen der Herzkranzgefäße gefährliche Wandveränderungen erkennen und analysieren können. Die Elektrokommunikation wurde auf Unterwasserroboter übertragen, die so in einem Roboterschwarm auch in trüben Gewässern mit einander kommunizieren können. Der Zebrabärbling (Danio rerio) ist ein zweites Modellsystem unserer Gruppe, mit dem wir die kognitive Alterung und die Neuropharmakologie von Lernen und Gedächtnis untersuchen. Der Fokus liegt hierbei auf verschiedenen Neuromodulator/ Transmitter-Systemen, z.B. dem Endocannabinoid- und GABAergen System. Durch Verhaltensversuche, bei denen verschiedene Lernformen (assoziatives Lernen, räumliches Lernen, Angstlernen, u.a.) getestet werden, werden die altersabhängigen, kognitiven Fähigkeiten der Fische, sowie ihre neuropharmakologische Beeinflussung untersucht. 12 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Michael Famulok LIMES Institut Program Unit Chemical Biology & Medicinal Chemistry Laboratory of Chemical Biology We develop and apply aptamer- and allosteric ribozymebased technologies for various purposes in diagnostics, biosensing, chemistry, and molecular biomedicine. We have established multi-purpose in vivo expression- and transfection systems for aptamers and have shown that intracellular aptamers can modulate their target in living cells. Due to their enormous variability, an aptamer library can be screened with a much higher probability of success than a standard drug library. As a complement to genetic knock-down strategies, aptamers can be used to inhibit individual proteins, sub-domains, or catalytic centers, thus providing insight into a particular epitope’s role in cellular processes. While the use in cell culture of aptamers targeting intracellular proteins is straightforward in the meantime, their application in whole organisms is hampered by their instability, bioavailability, and transmembrane delivery. To overcome these limitations, we have established aptamer-displacement assays and aptamerregulated allosteric ribozymes to ‘convert’ the inhibitory profile of aptamers into drug-like inhibitors. These approaches provide access to high-throughput compatible, target-independent assays for the identification of small molecules. We routinely re-synthesize the so identified compounds and their derivatives, and apply them in cultured cells and in model organisms (Drosophila, mouse) for the functional elucidation of target proteins. In this way, we have identified SecinH3 as the first small-molecule inhibitor of cytohesins. Cytohesins are small guanine nucleotide exchange factors (GEFs) that stimulate ADP ribosylation factors– ubiquitously expressed GTPases, which control various cellular processes like vesicle trafficking or integrin activation. SecinH3 targets the Sec7 domain of cytohesins-1, -2, and -3, and inhibits their GEF activity. When applied in human liver cells, flies, and mice, it allowed implicating cytohesins as essential for proper insulin signalling. Our Chemical Biology approach thus led to the discovery of a hitherto unknown component in one of the most central signalling pathways. 13 BFB Jahresbericht 2014 Bernd Fleischmann Institut für Physiologie I Developmental physiology We investigate the mechanisms governing the initiation and modulation of the electrical activity in the early embryonic heart. To this aim, we are using single cell and multicellular recordings in combination with transgenic mouse models. Key molecules involved in the early electrical activity are voltage dependent Ca2+ channels, the Na+-Ca2+ exchanger as well as ryanodine and IP3 receptors. Regulation of vascular tone Vascular tone regulation is mediated through the smooth muscle cells. Although the classic agents modulating vascular tone have been identified for a long time in most of the cases the pathophysiology responsible for the hypertension are still unclear. We are therefore investigating the influence of a new class of agents which are also modulating vascular tone: We could show that extracellular matrix proteins, which are known to be released under physiological and/or pathophysiological conditions into the blood (i.e. endostatin) have a strong effect on vascular tone. We are currently testing various matrix degradation products and the involved signalling pathways. Cell replacement in the infarcted heart Heart failure has a poor prognosis and the only available causal treatment is organ transplantation. Because of the ever increasing shortage of donor organs alternative approaches are needed for the treatment of heart failure. We are testing the efficacy of transplanting cardiac progenitors as well as adult and embryonic stem cells. We have found that only the transplantation of contractile cells has a functional benefit in infarcted mice whereas adult stem cells do neither transdifferentiate in cardiac tissues nor significantly enhance left ventricular function. Embryonic stem cells can be differentiated into intact cardiomyocytes, however, transplantation of contaminating undifferentiated embryonic stem cells is followed by tumour growth. We have therefore established purification approaches whereby exclusively embryonic stem cell-derived cardiomyocytes are transplanted. These cells engraft teratoma-free and improve the force of contraction. We are currently testing the efficacy of transplanting mesodermal precursors instead of only a single cell type to re-generate the heart tissue in vivo. 14 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Irmgard Förster LIMES Institut Immunologie und Umwelt The Förster group has special expertise in the functional characterization of macrophages and dendritic cells. In the skin and the intestinal mucosa, antigen presenting cells such as dendritic cells and macrophages act as sensors of microbial pathogens, allergens and other environmental stimuli. This leads to activation of so called pattern recognition receptors (PRR) of the innate immune system as well as nuclear receptors for environmental chemicals. A major topic of our research is the functional characterization of the chemokine CCL17, a ligand of CCR4. CCL17 plays a prominent role in development of allergic and inflammatory diseases. This chemokine is mainly produced by mature dendritic cells in peripheral organs and lymph nodes. In the last year we could demonstrate that the cytokine GM-CSF is a major inducer of CCL17 expression besides IL-4, whereas IFNinhibits CCL17 expression. Currently, we are developing aptamer-based inhibitors of CCL17 in cooperation with the group of Prof. G. Mayer which already have been shown to be able to inhibit contact hypersensitivity responses in vivo. In addition, we are interested in the functional importance of CCL17 expression in pyramidal neurons of the hippocampus. CCL17-expressing cells often show activation of the aryl hydrocarbon receptor (AhR), a sensor of small environmental chemicals. Current research addresses the regulation of AhR activity in the context of local responses to environmental stimuli. The AhR is a ligand-activated transcription factor, which senses environmental chemicals. Besides its important role in xenobiotic metabolism, the AhR has been identified as a potent immune regulator. AhR activity is regulated by feedback inhibition through the AhR Repressor (AhRR). Using AhRR-EGFP reporter mice we could show, that the AhRR is mainly expressed in immune cells of the intestine and skin in response to AhR stimulation. AhRR-deficient mice are protected from LPS-induced septic shock, producing strongly reduced levels of proinflammatory cytokines. In contrast, AhRR deficiency imposes enhanced sensitivity to dextran sulfate induced colitis similar to that seen in AhR-deficient mice. We propose that constant stimulation of the AhR/AhRR pathway in response to dietary, microbial and environmental factors is essential for an adequate balance of barrier immunity. The group of PD Dr. Heike Weighardt studies the function of the adaptor molecule MyD88 in specific cell types, such as macrophages, dendritic cells and keratinocytes. MyD88 is an essential signal transducer downstream of Toll-like receptors as well as the IL-1 and IL-18 receptors. MyD88 function is specifically studied in the context of skin allergy, UV-induced inflammation and skin aging, and development of UV-induced tumors. For this purpose, conditional knockout mouse models with cell-type specific expression of MyD88 are employed. 15 BFB Jahresbericht 2014 Dieter Fürst Institut für Zellbiologie Im Mittelpunkt unserer Forschung steht die Frage, wie komplexe, supramolekulare Strukturen in Zellen aufgebaut werden. Dies schließt die Untersuchung mehrerer grundlegender Aspekte ein: Welche Protein-Protein Wechselwirkungen sind die molekulare Basis für den Aufbau komplexer biologischer Strukturen? Welche Signale regulieren die Morphogenese dieser Strukturen? Welche Fehlsteuerungen sind an pathologischen Prozessen beteiligt? Diese Fragen untersuchen wir primär am Beispiel der Myofibrille, dem für die Kontraktion der quergestreiften Muskelzellen verantwortlichen Organell. Lange Zeit wurde die Myofibrille als eine außerordentlich hochgeordnete Struktur betrachtet, die ausschließlich aus dicken (Myosin-enthaltenden) und dünnen (Actinenthaltenden) Filamenten besteht. Der hohe Ordnungsgrad kann allerdings nicht allein durch die Fähigkeit dieser Proteine zum eigenständigen Zusammenbau in makromolekulare Gebilde erklärt werden. Vielmehr ist eine Reihe spezifischer Wechselwirkungen mit Strukturproteinen notwendig, die räumlich und zeitlich streng reguliert werden müssen. In den letzten Jahren gelang es uns, eine Reihe Aktin- und Myosin-assoziierter Proteine zu charakterisieren, die an der Steuerung der Morphogenese der Myofibrillen beteiligt sind. Interessanterweise sind die gleichen Proteine an Reparatur- und Umbauvorgängen nach Muskelverletzungen beteiligt. Schließlich versuchen wir in Zusammenarbeit mit medizinischen Arbeitsgruppen, die Pathophysiologie genetisch bedingter muskulärer Erkrankungen zu verstehen. 16 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Matthias Geyer Institut für Angeborene Immunität Biochemie und Strukturelle Immunologie Unsere Arbeitsgruppe interessiert sich für zwei Forschungsthemen: Die Regulation der Transkription in Eukaryoten und die Modulation der Zytoskelettstruktur an der Zellmembran. Beide Prozesse sind essentiell für die menschliche Zelle; ihre Fehlfunktionen sind involviert in eine Reihe von Krankheiten. So ist die Überaktivität der Transkription verbunden mit verschiedenen Arten von Krebserkrankungen wie Brust- oder Darmkrebs, der mixed-lineage-leukemia (MLL) Erkrankung, aber auch mit myocardialer Hypertrophie und der HIV Infektion. Die Phosphorylierung der RNA Polymerase II stimuliert die Expression der Gene, was zu einer Erhöhung des Gehalts an mRNA und Protein führt. Die Motilität von Zellen wird an der Plasmamembran durch das Aktinzytoskelett ermöglicht. GTPasen der RhoFamilie regulieren hier die Effektoren des Zytoskeletts, die in der Morphologie von Krebszellen und bei neuronalen Erkrankungen eine wichtige Rolle spielen. Um die Interaktionen zwischen Proteinen, RNA und Lipiden zu analysieren, benutzen wir in unserem Labor eine große Bandbreite molekularbiologischer, biochemischer und strukturbiologischer Techniken. Regulation der Transkription Wir untersuchen den Übergang von der Initiation zur Elongation bei der Transkription der Gene. Nach der Initiation pausiert die RNA Polymerase II (RNAPII) etwa 50-150 Nukleotide nach der Startstelle. Der positive TranskriptionsElongationsfaktor P-TEFb setzt im aktivierten Zustand die RNAPII wieder frei. Dies geschieht durch Phosphorylierung: P-TEFb besteht aus einer Kinase und einer regulatorischen Untereinheit. Die Kinase phosphoryliert die C-terminale Domäne der RNAPII, die aus 52 Wiederholungen der Hepta-Sequenz YSPTSPS besteht. Wir möchten auf molekularer Ebene verstehen, wie diese Transkriptionssteuernden Kinasen aktiviert und reguliert werden. Dazu untersuchen wir auch Inhibitoren, die die Aktivität der Proteinkinasen hemmen. Umbau des Zytoskeletts an der Zellmembran Zellbewegungen und Änderungen der Zellmorphologie spielen eine bedeutende Rolle bei der embryonalen Entwicklung, der Immunantwort und der Regeneration von Gewebe. Der fortwährende Umbau des Aktin-Zytoskeletts ist dabei notwendig, um zelluläre Funktionen wie die Bildung von Ausstülpungen, die Adhäsion von Zelloberflächen oder die Rückbildung von Zellfortsätzen zu gewährleisten. Die Struktur des Aktin-Zytoskeletts wird dabei von einer Vielzahl an Regulationsfaktoren kontrolliert, zum Beispiel von Polymerisationsfaktoren. Die größte Gruppe der Aktin-Polymerisationsfaktoren bilden die Formine. Wir sind an der Assoziation der Formine an die Plasmamembran interessiert. Viele Formine werden durch GTPasen der Rho-Familie aktiviert und bewirken eine Elongation der Aktinfilamente. Die Analyse der Struktur–Funktionsbeziehung der Formine soll uns dabei helfen, die Mechanismen der Aktinpolymerisation und Membranbewegung zu verstehen. 17 BFB Jahresbericht 2014 Volkmar Gieselmann Institut für Biochemie und Molekularbiologie Die Abteilung besteht aus vier selbständig arbeitenden Gruppen. Die Arbeitsgebiete umfassen den Lipidstoffwechsel des Myelins unter normalen und pathologischen Bedingungen. Im Zentrum des Interesses stehen dabei lysosomale Speichererkrankungen, die sich insbesondere in Störungen der Myelinisierung manifestieren (Metachromatische Leukodystrophie). In der AG Eckhardt wird versucht, die Pathomechanismen dieser Erkrankung zu verstehen. Die AG Matzner arbeitet an der Entwicklung von Therapien für lysosomale Speichererkrankungen. Dabei steht die Frage im Vordergrund wie lysosomale Enzyme zu therapeutischen Zwecken über die Blut Hirn Schranke transportiert werden können. Weiteres Arbeitsgebiet ist die Aufklärung der Funktion von N-Acetylaspartat (NAA) und N-Acetylaspartylglutamat (NAAG) im Nervensystem. Diese Aminosäure bzw. Peptid kommt in bis zu millimolaren Konzentrationen im ZNS vor, ohne dass die Funktion dieser Substanzen bekannt ist. In der AG Eckhardt wurden die Enzyme kloniert, die diese Substanzen synthetisieren und über entsprechende Knock out Mäuse soll die Funktion von NAA und NAAG aufgeklärt werden. Die zellbiologischen Konsequenzen lysosomaler Speicherung sind nur in Einzelaspekten bekannt. Die AG Winter befasst sich mit der Beschreibung von Veränderungen, die durch lysosomale Lipidspeicherung auf zellulärer Ebene hervorgerufen werden. Dazu wird ein Zellkulturmodell lipidspeichernder Neurone verwendet und Veränderungen in der Expression von Proteinen oder in Signaltransduktionsketten werden über einen massenspektrometrischen Ansatz in Abhängigkeit vom Ausmaß der lysosomalen Speicherung erfasst. Die AG Thelen untersucht Vorgänge in sehr frühen Stadien der Biosynthese lysosomaler Enzyme sowie Veränderungen im lysosomalen Proteom bei verschiedenen Zellkulturbedingungen. 18 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Albert Haas Institut für Zellbiologie PHAGOSOMENBIOGENESE Wenn professionelle Phagozyten (z.B. Makrophagen) Mikroorganismen aufnehmen, dann wird ein neues Organell, das Phagosom, gebildet, das sich in der Regel zu einem Phagolysosom entwickelt, in dem die aufgenommenen Mikroben getötet werden und aus dem heraus ihre Antigene auf der Makrophagen-Oberfläche präsentiert werden. Einige Spezies intrazellulärer Mikroorganismen verhindern jedoch die Reifung zu Phagolysosomen auf unterschiedliche Weise. BIOGENESE RHODOCOCCUS EQUI-ENTHALTENDER PHAGOSOMEN (M. Bunge, T. Dykstra, I. Krämer, R. Icobescu, K. von Bargen) R. equi verursacht oft tödliche Pneumonien in Fohlen und gelegentlich in AIDSPatienten. R. equi-enthaltende Phagosomen reifen in Makrophagen nicht zu Phagolysosomen heran, sondern werden in einem frühen endozytischen Stadium arretiert. Wie diese Pathogene den phagozytischen Abbauweg umfunktionieren und sich in Makrophagen vermehren können (in denen sie eigentlich getötet werden sollten) und wie das Immunsystem nach Aktivierung dennoch dieses Pathogen töten kann, wird untersucht. Offensichtlich spielt für die mikrobielle Vermehrung ein von den Bakterien produziertes, Lysosomen-zerstörendes Proteine eine zentrale Rolle. Weiter studieren wir den Wirtstropismus dieser Bakterien. Wir haben herausgefunden, dass eine Art von Virulenzplasmid, welche in Pferdeisolaten vorkommt, die Vermehrung im Pferdemakrophagen, aber nicht im Schweinemakrophagen fördert. Andererseits vermehren sich Schweineisolate in Schweinemakrophagen, aber nicht in Pferdemakrophagen. Nach unseren neusten Daten basiert dieser unterschiedliche Tropismus auf nur jeweils einem Protein, was R. equi zu einem Paradigma für bakterielle Wirtsspezifität machen könnte. IN VITRO FUSION ENDOZYTISCHER MIT PHAGOZYTISCHEN ORGANELLEN (C. Hermsen, J. Krupp, J. Volk) Um die Wechselwirkung phagozytischer mit endozytischen Organellen im Allgemeinen und die Pathogen-enthaltender Phagosomen mit Endosomen im Speziellen besser verstehen zu können, haben wir ein zellfreies System für die Fusion von Endosomen mit Phagosomen basierend auf mikroskopischen Fluoresezenzmessungen aufgebaut. Ein zentrales neues Ergebnis ist, dass Phosphatidylinositol 4-Phosphat [PI(4)P], ein normalerweise dem Endoplasmatischen Retikulums, dem Golgi-Apparat und der Plasmamembran zugeschriebenes Lipid, die Fusion von Phagosomen mit Lysosomen, aber nicht frühen Endosomen, reguliert, wodurch dieses Lipid nun auf der ‚zellulären Landkarte‘ eine neue und zentrale Position bekommt. 19 BFB Jahresbericht 2014 Dieter Hartmann Anatomisches Institut der Universität Bonn, Abt. Neuroanatomie Main Research Interest: Role of Membrane Protein Secretases in Development and Disease Secretases form a heterogenous group of proteases acting as ectodomain sheddases or intramembrane cleaving proteases. Secretases may be used to secrete protein fragments, such as in the case of several paracrine growth factors, or process them via regulated intramembrane proteolysis (RIP) to generate signal – transducing fragments of membrane proteins. Three secretase activities, -, - and – secretase, play a key role in the pathogenesis of Alz- heimer´s Disease (AD) by controlling the release of A peptides. – Secretase has been identified as a novel aspartyl protease termed BACE1, while – secretase activity is linked to a large protein complex forming around either presenilin 1 (PSEN1) or PSEN2, further consisting of aph-1, pen2 and nicastrin. Only – secretase still awaits final identification, whereby key candidates like ADAM10 belong are disintegrin proteases of the ADAM family. It is striking thereby that these proteases form a conserved processing machinery for a growing number of crucial other proteins like cadherins or Notch receptors, explaining the often disastrous phenotypes of their respective knockout models. Our group is focusing on the further investigation of these models with the aim to characterize further substrates and their role in embryogenesis and cell biology. Collaborations Besides following our main topic, our laboratory is involved in a set of collaboration with other groups, mainly focusing on the morphological analysis of knockout mouse models. The most recent projects include the analysis of pex5 knockout mice (with Prof. M. Baes, KU Leuven, Belgium), mice deficient for cytokeratins (with Prof Th. Magin) and fa2h knockout mice (Dr M Eckhardt) Electron Microscopy Both via a collaboration with EMA, the electron microscopy and analytics group at the CEASAR research center and further modernization of the electron microscopy in our own lab we are establishing state of the art field emission electron microscopy with EM tomography and analytical microscopy as a core technology for cell biology in our group. 20 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Gunther Hartmann Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie Angeborene Immunerkennung von Virusinfektionen Rezeptoren des Angeborenen Immunsystems erkennen eingedrungene Viren anhand ungewöhnlicher Lokalisierung, Modifikation und Struktur der viralen Nukleinsäuren und initiieren eine Typ-I-IFN dominierte antivirale Immunantwort, die schließlich eine Virus-Antigen-spezifische Immunantwort (TZellen, Antikörper) einleitet. Die antivirale Immunantwort eliminiert Virus-infizierte körpereigene Zellen. Die Steuerung dieser Immunantwort ist nicht nur für die Therapie von Virusinfektionen von großem Interesse, sondern auch für die Therapie von Tumorerkrankungen, da auch hier körpereigene aber entartete Zellen gezielt eliminiert werden müssen. Immunerkennung von Nukleinsäuren Die Erkennung viraler Nukleinsäuren kann mit kurzen synthetischen Nukleinsäuren imitiert werden. Unser Ziel ist, immunstimulatorische Minimalmotive zu identifizieren und synthetische Nukleinsäure-Liganden zu entwickeln, um Immunantworten so zu steuern und therapeutisch zu nutzen dass sie effizient gegen Viren oder Tumoren gerichtet werden. Bei den Nukleinsäurerezeptoren handelt es sich um endosomale Toll-like Rezeptoren (TLR3, 7, 8, 9), die zytosolischen RIG-I like Rezeptoren (RLR) (RIG-I und MDA-5) und zytosolische DNA-Rezeptoren (z.B cGAS). Unsere Gruppe lieferte entscheidende Beiträge zur Aufklärung des cGASSignalweges und konnte doppelsträngige 5´-Tri, bzw. Diphosphat(3/2P)-RNA als Zielstruktur für RIG-I identifizieren. Die RNA-Synthese über Polymerasen (bei Bakterien, Viren, aber auch im Zellkern) ist mit einem 5’-3P der RNA verbunden. RNA-Modifikationen (z.B. N1-Ribose-2´O-Methylierung) verhindern die Erkennung der zellulären RNA, während unmodifizierte virale oder bakterielle RNA im Zytosol RIG-I stimuliert. Es ist uns gelungen, die Interaktion von RIG-I mit seinem Liganden durch Kristallstruktur-Analyse aufzuklären, was u.a. durch die in unserem Labor entwickelte synthetische Herstellung von 3P-RNA ermöglicht wurde. Therapeutischer Einsatz von RIG-I-Liganden Durch die Induktion von endogenem IFN- / kann 3P-RNA grundsätzlich rekombinantes IFN- / in immuntherapeutischen Ansätzen ersetzen. Im Gegensatz zu exogenem IFN- / Protein werden keine neutralisierenden Antikörper gegen die RNA-basierten RIG-I-Liganden gebildet. Dagegen aktiviert RIG-I weitere antivirale/antiproliferative Signalwege (z.B. Apoptose). Die immunmodulatorische, antitumorale und antivirale Wirkung von RIG-I-Liganden konnten wir in Tiermodellen der multiplen Sklerose, des Melanoms und Hepatitis B zeigen. Auf Grundlage von RIG-I-Ligand-basierten therapeutischen Oligonukleotiden wurde eine Firma ausgegründet. 21 BFB Jahresbericht 2014 Christian Henneberger Institut für Zelluläre Neurowissenschaften Wir untersuchen die Kommunikation zwischen Nervenzellen und deren plastische Veränderungen im gesunden Hirn und in Krankheitsmodellen. Dabei steht das Zusammenspiel von Nervenzellen und anderen, nichtneuronalen Bestandteilen des Hirns wie zum Beispiel Astrozyten im Vordergrund. Ein wesentliches Ziel ist es, die grundlegenden zellulären Mechanismen zu verstehen, durch welche Astrozyten und Neuronen interagieren und damit die Eigenschaften der Informationsverarbeitung und -speicherung im Hirn definieren. Unser primäres Modellsystem ist der Hippokampus von Nagern, welchen wir in akuten Schnittpräparaten fluoreszenzmikroskopisch (intensity and life-time twophoton excitation fluorescence microscopy) und elektrophysiologisch untersuchen. Die Computer-gestützte Modellierung der untersuchten Signalwege er- gänzt die experimentellen Arbeiten. Schwerpunkt der laufenden Projekte ist der Einfluss von Morphologieveränderungen von Astrozyten auf die Kommunikation zwischen Neuronen und deren Plastizität. Der Hintergrund ist, dass die räumliche Nähe zwischen Astrozytenfortsätzen und Synapsen für eine Reihe von Interaktionen unabdingbar ist. Kommt es zu physiologischen astrozytären Morpholgieveränderungen wie zum Beispiel einem Rückzug von Fortsätzen von neuronalen Synapsen, hat das möglicherweise einen wesentlichen Einfluss auf die synaptische Signalverarbeitung. Wie untersuchen daher momentan, welche Signalkaskaden die Struktur von Astrozyten kontrollieren und ob und wie nach deren Aktivierung die synaptische Kommunikation verändert ist. Langfristiges Ziel ist auch die Identifikation möglicher neuer therapeutischer Ansatzpunkte. Daher werden Experimente im gesunden Hirngewebe ergänzt durch Untersuchungen in Krankheitsmodellen. 22 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Michael Hoch LIMES Institut Program Unit Entwicklungsbiologie, Genetik & Molekulare Physiologie Arbeitsschwerpunkte unserer Abteilung sind der zelluläre Lipidstoffwechsel, Insulin/TOR-Signalwege und deren Wechselwirkung mit dem natürlichen Immunsystem im Darm, Peroxisomen- und Lysosomenbiogenese und deren Dysfunktionen (Lipidspeichererkrankungen, Neurodegeneration) und die Charakterisierung neuer Regulatoren der Organphysiologie. Dabei beschäftigen wir uns auch immer intensiver mit der Wechselwirkung zwischen Ernährung, Stoffwechselregulation und Auswirkungen auf Körperfunktionen bei menschlichen Erkrankungen. Unsere Untersuchungen führen wir in drei verschiedenen genetischen Modellsystemen durch, der Fruchtfliege Drosophila, die Maus und dem Zebrafisch. Dabei versuchen wir mit klassischgenetischen, molekularbiologischen, biochemischen und zellbiologischen Methoden neue Regulatorgene und genetische Netzwerke zu identifizieren, die grundlegende Lebensvorgänge steuern. 23 BFB Jahresbericht 2014 Jörg Höhfeld Institut für Zellbiologie Proteine sind zentrale Bestandteile der lebenden Zelle. Sie erfüllen ihre Funktion aufgrund einer definierten dreidimensionalen Struktur. Ist ein Protein dagegen fehlgefaltet, führt dies zu einem Verlust der Proteinfunktion und kann schließlich sogar zum Absterben der Zelle führen. Die Bedeutung der korrekten Proteinfaltung wird letztlich auch gerade durch humane Erkrankungen belegt, bei denen eine Proteinfehlfaltung zugrunde liegt, wie zum Beispiel der zystischen Fibrose oder der Creutzfeldt-Jakob Erkrankung. Dies macht deutlich, dass in der Zelle Mechanismen bestehen müssen, die eine Qualitätskontrolle von Proteinen durchführen und so eine Ansammlung fehlgefalteter Proteine in der Zelle verhindern. Dabei spielen molekulare Chaperone und Energie-abhängige Proteasen eine entscheidende Rolle. Molekulare Chaperone binden entfaltete Proteine, stabilisieren diese und fördern dadurch eine Faltung zur nativen Form. Demgegenüber verhindern Energie-abhängige Proteasen eine Ansammlung fehlgefalteter Proteine, indem sie diese gezielt abbauen. Chaperone und Proteasen sind offensichtlich Schlüsselkomponenten einer zellulären Qualitätskontrolle von Proteinen. Wie das Zusammenspiel dieser Komponenten reguliert wird, ist allerdings noch weitestgehend unklar. Die Arbeitsgruppe versucht anhand der Charakterisierung des molekularen Chaperons Hsp70 Einblicke in das regulierte Zusammenspiel von Chaperonen und Proteasen bei der Qualitätskontrolle zu erhalten. Hsp70 eignet sich besonders für derartige Untersuchungen, da das Chaperon an der Faltung von Proteinen beteiligt ist, entfaltete Proteine aber auch einem Abbau zuführen kann. In den letzten Jahren konnten wir zeigen, dass die Funktion von Hsp70 unmittelbar durch regulatorische Helferproteine, sogenannte Cochaperone, bestimmt wird. Diese modulieren die Aktivität des Chaperons und vermitteln eine Kooperation von Hsp70 mit anderen Proteinen in der Zelle. Die Cochaperone BAG-1 und CHIP steuern das Zusammenspiel von Hsp70 mit dem Ubiquitin/Proteasom-System, der zentralen Proteinabbaumaschinerie in unseren Zellen. BAG-1 stimuliert das Andocken von Hsp70 an den Abbaukomplex, 24 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen während CHIP Hsp70-gebundene Proteine mit einem Abbausignal markiert. Die Cochaperone schalten insofern die Chaperonaktivität von Proteinfaltung auf Proteinabbau um. Wir konnten zeigen, dass die Cochaperone aufgrund dieser Schalterfunktion einen ganz wesentlichen Anteil an der Regulation von Zellwachstum und Zellvermehrung haben und ebenfalls Schlüsselkomponenten bei der Proteinqualitätskontrolle darstellen. Dementsprechend haben unsere Befunde Auswirkungen auf die Tumorforschung und die Aufdeckung der molekularen Ursachen neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson. Ebenso könnten dadurch neue therapeutische Ansätze zur Behandlung der Mukoviszidose möglich werden. Ein Abbauweg, der für die Aufrechterhaltung der Muskulatur von großer Bedeutung ist, ergibt sich schließlich durch die Kooperation der Cochaperone BAG-3 und CHIP. Diese Kooperation vermittelt in der Muskulatur eine Entsorgung von beschädigten Aktinverankerungsproteinen in Lysosomen. Somit steht also ein zweiter Abbauweg zur Entsorgung von Proteinmüll zur Verfügung, der durch molekulare Chaperone initiiert wird. Ein Ausfall dieses Abbauweges führt tatsächlich zu einer schweren Muskelschwäche bei betroffenen Kindern. Die Daten zeigen, dass nicht nur das Gehirn sondern auch die Muskulatur auf eine Chaperonvermittelte Proteinqualitätskontrolle in hohem Maße angewiesen ist. Schließlich haben wir unlängst im Rahmen eines BFB Projektes die physiologische Rolle des Cochaperons HspBP1 aufklären können. Dieses ist essentiell für die Bildung von Spermien, wie wir anhand von Mäusen, denen das HspBP1 fehlt, zeigen konnten. Im Hoden wird HspBP1 benötigt, um eine ausreichende Konzentration von Chaperonproteinen zu erhalten, die aufgrund ihrer protektiven Funktion für die Bildung der Spermien notwendig sind. Spermien ähneln in dieser Hinsicht Tumorzellen, die ebenfalls auf hohe Mengen von Chaperonen angewiesen sind. Damit haben unsere Befunde eine Relevanz für das Verständnis der männlichen Unfruchtbarkeit und der Tumorentstehung. 25 BFB Jahresbericht 2014 Michael Hölzel Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Frage, wie Tumorzellen auf entzündliche Veränderungen in der Umgebung reagieren und welche Rolle dies bei der Resistenz gegen moderne Krebstherapien spielt. Diese Aspekte sind auch bedeutend für die Progression der Tumorerkrankung und insbesondere der Metastasierung, also der Absiedelung von Tumorzellen in anderen Organen in unserem Körper. Unser derzeitiger Schwerpunkt liegt auf dem Malignen Melanom, einer sehr aggressiven Form von Hautkrebs ("Schwarzer Hautkrebs"), der von den pigmentbildenden Melanozyten in unserer Haut ausgeht und durch übermäßige Exposition mit UV Strahlen (Sonnenbrände) ausgelöst werden kann. In diesem Zusammenhang haben wir mit der Arbeitsgruppe von Prof. Tüting aus dem BfB untersucht, wie die Entzündung verursacht durch starke Sonnenbrände das Migrations- und Metastasierungspotential von Melanomzellen verstärken kann. Die Ergebnisse zeigen, dass nicht nur die Veränderungen im Genom (Mutationen) durch intensive Belastung mit UV-Strahlen eine wichtige Rolle spielen, sondern auch die Entzündung in der Haut nach solchen starken Sonnenbränden. Unser Augenmerk lag dabei auf den Veränderungen der Genexpression in Melanomzellen und weiterführende Arbeiten in unserer Arbeitsgruppe haben molekulare Mechanismen aufgezeigt, die für eine balancierte wechselseitige Kontrolle von verschiedenen Programmen sprechen. Oft greifen die Melanomzellen dabei auf Prozesse der Embryonalentwicklung zurück, die normalerweise durch epigenetische Mechanismen abgeschaltet wurden. In der Zusammenschau ergibt sich ein spannendes Gefüge aus genetischen und epigentischen Veränderungen bei der Entstehung und Progression des Malignen Melanoms, die wir in den folgenden Jahren noch tiefgreifender untersuchen wollen und wir werden auch weiter den Aspekt der Therapieresistenz beleuchten, insbesondere im Kontext der neuen Immuntherapien, die sehr vielversprechende Ergebnisse in ersten klinischen Studien zeigen. 26 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Veit Hornung Institut für Klinische Chemie und Pharmakologie In our research projects, we are trying to understand what mechanisms are employed by our innate immune system to distinguish self from non-self. Central to this complex task is a repertoire of pattern recognition receptors (PRRs) that have evolved to detect the presence of microorganisms. The ligands or targets of these PRRs are usually referred to as pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). PAMPs are typically molecular structures that are unique to the physiological processes of microorganisms but not the host. In addition, PAMPs usually constitute products that are essential to microorganisms and thus cannot be changed or lost by the respective microorganism via adaptive evolution. In addition to the recognition of PAMPs, some PRRs can also detect endogenous danger and stress situations. Cell stress or tissue damage can lead to the release of normally compartmentalized molecules or the chemical modification of selfmolecules. These and other endogenous inflammatory signals that appear after cellular damage or due to metabolic derangements are collectively known as danger-associated molecular patterns (DAMPs), and their ability to trigger inflammation is mediated by the PRRs of our innate immune system. Two families of cytosolic PRRs are currently the focus of our research: RIG-I like helicases detect replicating RNA viruses by the virtue of their RNA genome or their transcriptional and replicative activity. RIG-I, for example, detects the 5' triphosphate end of non-self RNA. This 5' triphosphate signature is a characteristic feature of viral RNAs. In contrast, endogenous RNAs are usually capped or processed at their 5' end so that they evade recognition by RIG-I. In addition, posttranscriptional modifications that are typical for the host strongly suppress RIG-I mediated recognition despite the presence, in some cases, of a 5' triphosphate signature. The activation of RIG-I like helicases results in the transcription of proinflammatory genes that cooperate to restrict viral replication. While we can mimic 27 BFB Jahresbericht 2014 viral infection by introducing synthetic 5' triphosphate RNAs into cells, the exact nature of the physiological virus-derived ligands is not yet fully understood. In our current projects, we are addressing this question using a variety of biochemical and genetic approaches. We have recently made the surprising finding that certain types of double-stranded DNA are also sensed by the RIG-I pathway. In some cell types, AT-rich dsDNA is transcribed by the RNA polymerase III complex. The resulting RNA transcripts harbor a 5' triphosphate RNA moiety and are able to form strong secondary structures and also fully complementary dsRNA. This RNA is then sensed by RIG-I and thus can lead to strong antiviral responses. This indirect dsDNA sensing pathway is, however, not the only dsDNA recognition system. There seems to be at least one additional DNA sensing system that works independently of RNA polymerase III activity. We are currently pursuing several routes of investigation to elucidate this elusive pathway. The inflammasome complex is another fascinating example of cytosolic recognition machinery. As its name suggests, the inflammasome plays a central role inflammation and infection. Following activation, receptors of the inflammasome family trigger the assembly of a large multi-protein complex that functions as a platform to proteolytically activate several inflammatory caspases, including caspase-1. Activated caspase-1, in turn, cleaves pro-cytokines such as pro-IL-1b and pro-IL-18 into their biologically active forms. The release of matured IL-1b is an important trigger of inflammation resulting in the recruitment of immune cells, the release of other cytokines and chemokines and the induction of fever. While many 'stimuli' have been reported to activate receptors of the inflammasome system, little is known about the molecular mechanisms that lead to the assembly of the inflammasome complex. We have recently characterized the receptor molecule AIM2 that detects cytosolic double-stranded DNA, leading to the assembly of an ASC inflammasome. In future studies, we want to determine the role of the AIM2 inflammasome in the recognition of microbial pathogens and also in autoimmune disease. 28 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Jörg C. Kalff Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Thoraxund Gefässchirurgie Wir erforschen die zellulären und molekularen Mechanismen, die an der Entstehung sowie Auflösung komplexer Entzündungsreaktionen im Rahmen post-operativer Komplikationen auftreten. Insbesondere fokussieren wir uns auf den postoperativen Ileus (POI) und die peritoneale Adhäsionsbildung im Mausmodell. Wir konnten erstmalig die Bedeutung entzündungsauflösender Lipidmediatoren im POI nachweisen. Dabei stellte sich der Mediator Protektin DX als Schlüsselmolekül heraus, welches 12/15-Lipoxygenase abhängig die Extravasation von Immunozyten in die Darmwand verhinderte. Im Rahmen eines BONFOR Projektes wurde zudem an einer Alternative zur invasiven Stimulation des Vagusnervs geforscht. Zusätzlich interessierten wir uns bei der Entzündungsauflösung für die Differenzierungsprozesse von infiltrierenden Makrophagen, sowohl im POI als auch bei der Adhäsionsbildung. Dabei standen die Rolle von Interleukin 10 und die der Arginase 1 im Vordergrund. Ein neues Themenfeld beschäftigte sich mit den Neuroimmunmechanismen beim POI. Mittels einer transkutanen elektrischen Stimulation des Vagus am Ohr konnten wir einen cholinergen, antiinflammatorische Signalweg aktivieren und die Ausbildung des POI verhindern. Aufbauend auf die Tierversuche konnten wir erfolgreich Bonfor Mittel für eine klinische Pilotstudie beantragen. In weiteren Versuchen zeigten wir, dass der Neurotransmitter CGRP, welcher frühzeitig im POI ausgeschüttet wird, intestinale Makrophagen aktiviert und es dadurch zu einer Verstärkung der Immunantwort kommt. Außerdem identifizierten wir einen zweiten neuronalen Zelltyp, die enterische Gliazelle, der als nicht-klassischer Immunozyt Zytokine und Chemokine freisetzen kann und dadurch ebenfalls den POI aggraviert. Ein zusätzlicher Forschungsschwerpunkt unserer Gruppe ist die Transplantationsmedizin. Erforscht wird hier der Einsatz von Leberzellen und Zellen der Bauchspeicheldrüse, wobei die Zellen in vitro auf dreidimensionalen, hochporösen Polymermatrizen vorkultiviert werden. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Gewebeersatzes für Leber und endokrine Bauchspeicheldrüse mittels Tissue Engineering, welches in der Zukunft als Alternative zur allogenen Transplantation kompletter Organe zum Einsatz kommen könnte. Im Rahmen eines BONFORgeförderten Projektes wurde das in vitro neu gebildete Lebergewebe innerhalb einer in vivo Studie erstmals erfolgreich transplantiert. In dem Bereich Onkologie beschäftigten wir uns 2014, im Rahmen eines durch die Else-Kröner Stiftung geförderten Projekts, mit dem Sinusoidalen Obstruktionssyndrom (SOS) der Leber, eine Nebenwirkung von Oxaliplatin, welches in bis zu 60% der Fälle nach Applikation im Zusammenhang mit einem hepatisch metastasierten kolorektalen Karzinom auftritt. In unseren Vorversuchen konnten wir Marker einer sterilen Inflammation bei der Entwicklung des SOS nachweisen. Welche Bedeutung dies für die Genese hat, welche Zellen an der Entwicklung beteiligt sind und ob sich hieraus mögliche Therapieansätze ergeben, wurde im Rahmen dieses Projektes näher untersucht. 29 BFB Jahresbericht 2014 Waldemar Kolanus LIMES-Institut Program Unit Molecular Immune & Cell Biology Verknüpfung, Aufrechterhaltung und Lösen von Zell-Zellbzw. Zell-Matrix-Interaktionen sind Grundvoraussetzungen für das Funktionieren natürlicher und adaptiver Immunabwehr. Lymphozyten sind außerordentlich mobile Zellen, und müssen sowohl bei der physiologischen Rezirkulation zwischen Blut und Lymphsystem, als auch im Rahmen entzündlicher Prozesse Transportsysteme und Gewebe aufsuchen bzw. auch wieder verlassen können. Zu diesem Zweck sind sie mit sensorischen Apparaten ausgestattet, die ihnen erlauben, die Umgebung nach Richtungsinformationen abzutasten. In den letzten Jahren sind die molekularen Vermittler dieser Fähigkeiten gut charakterisiert worden, zumindest gilt dies für die Zelloberfläche. Dies sind zum einen spezialisierte Adhäsionsmoleküle (Selektine und Integrine), die die Effektormoleküle dieser Funktionen sind; darüber hinaus sind weitere Oberflächenproteine für diese Regulation entscheidend, nämlich diejenigen, welche das Adhäsions- und Migrationverhalten der Zellen kontextspezifisch kontrollieren. Chemokinrezeptoren sowie Antigenrezeptoren auf T-und BZellen ermitteln Signale, welche die jeweiligen Zellen in die Lage versetzen, das Gefäßsystem zu verlassen, in entzündete Gewebe einzuwandern, und/oder ihr Effektorprogramm auszulösen. All diese Funktionen sind normalerweise physiologisch; sie können jedoch außer Kontrolle geraten und zur Pathogenese von Autoimmunerkrankungen beitragen. Dies geschieht, wenn z.B. T-Zellen massiv in chronisch entzündete Areale einwandern, und dort den Autoaggressionsprozess verstärken. Es ist daher sowohl für das grundlegende Verständnis der Immunregulation, als auch aus medizinischem Interesse von hoher Wichtigkeit diese Prozesse weiter aufzuklären und molekular zu charakterisieren. Integrine sind heterodimere Plasmamembranproteine, die zelluläre Interaktionen mit der extrazellulären Matrix und zellspezifischen Liganden vermitteln. Eine Besonderheit ist dabei die Fähigkeit der Integrine, Informationen aus dem Cytoplasma in den Extrazellularraum zu leiten. Die Bindung von Integrinrezeptoren an ihre jeweiligen Liganden ist normalerweise nicht konstitutiv, sondern sie hängt vom Aktivierungszustand der Zelle ab. Bisher nicht verstandene intrazelluläre Signalprozesse regeln die Avidität der extrazellulären Integrindomänen für ihre Liganden. Dieses Phänomen wird oft als "inside-outsignaling" bezeichnet, und ist in physiologischen Situationen verantwortlich für die Bindung und Loslösung von Zellen an die sie umgebende Matrix, für die Adhäsion von Plättchen an Fibrinogen, für die Kopplung von Lymphozyten an antigenpräsentierende Zellen und für die Phagozytose von durch Komplement opsonisierten Zellen durch myelomonozytäre Phagozyten. Unsere Gruppe isoliert mit Hilfe biochemischer und genetischer Methoden Faktoren, welche die Integrinsignaltransduktion cytoplasmatisch regulieren. Die Charakterisierung der Gene und Proteine erfolgt durch eine Vielzahl state-of-the-art in vitro Methoden, sowie durch knock-out der charakterisierten Signalkomponenten in der Maus. Langfristiges Ziel der Gruppe ist die Aufklärung essentieller Regulationswege des Immunzell-„Trafficking“ in vivo. 30 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Ulrich Kubitscheck Institut für Physikalische und Theoretische Chemie The group “Biophysical Chemistry” is devoted to the analysis of molecular dynamics in the context of biological and bio-mimetic systems. Our key interest is the analysis of molecular kinetics within supra-molecular complexes at the single molecule level. In this context we study the dynamics of probe molecules, transcription factors and of mRNA particles within the cellular interior, the nucleo-cytoplasmic transport of proteins across the nuclear pore complexes in the nuclear envelope, the trafficking and nuclear export of mRNA particles, and finally the mode of action of bioactive peptides and antibiotics against bacteria and model membranes. Our labs are equipped for the required preparatory biochemistry and all standard protocols from cell to molecular biology. We passionately use and develop state-of-the-art light microscopy techniques like confocal scanning microscopy and single-molecule microscopy using various illumination techniques such as laser-supported total internal reflection fluorescence (TIRF), highly inclined and laminated optical sheet (HILO) excitation and classical epi-fluorescence excitation. Single molecule tracking and photobleaching techniques are employed to quantify molecular dynamics mostly in vivo. A further key topic of increasing importance is the development of new and the improvement of existing advanced light microscopic methods, preferentially light sheet fluorescence microscopy (LSFM, SPIM) and 3D particle tracking. Thus we constructed a scanned light sheet microscope with confocal line detection, which features an improved resolution and reduction of scattered background light compared to the usual light sheet microscopy. In a fruitful collaboration with Ben Odermatt from the Anatomical Institute of the Medical Faculty we conceived and built a scanned light sheet microscope featuring 2-photon excitation with ultrashort laser pulses for the study of Zebra fish in vivo. Currently we develop further light sheet microscopes for colleagues in Santiago de Chile featuring two excitation and two imaging beam paths, and for colleagues from the Institute of Reconstructive Neurobiology of the Medical Faculty here in Bonn. 31 BFB Jahresbericht 2014 Christian Kurts Institut für Molekulare Medizin und Experimentelle Immunologie Antigenkreuzpräsentation Die Kreuzpräsentation spielt eine zentrale Rolle bei zytotoxischen T Zellantworten gegen Tumoren und intrazelluläre Pathogene, und ist zwingend erforderlich für alle Protein-basierten Vakzinationen gegen Tumoren und Viren. Wir beschäftigen uns im Rahmen des SFB704, des SFB645 und des Exzellenzclusters „Immunosensation“ mit der Rolle von Chemokinen und den zellbiologischen Mechanismen der klassisch oder alternativ vermittelten Kreuzpräsentation. Diese Arbeiten sind von Bedeutung für die Grundlagen-immunologie und können genutzt werden, um Vakzinations-strategien, zur Generation effektiver Memory- oder Effektor-T Zellenantworten zu optimieren. Vermeidung von Autoantikörperbildung durch B-Zellapoptose In zahlreichen immunvermittelten Erkrankungen wie z.B. Nierenentzündungen oder Schilddrüsenerkrankungen spielen Autoantikörper eine entscheidende Rolle. Durch die Untersuchung der Mechanismen zur Bildung von Autoantikörpern konnte wir einen neuen Immuntoleranzmechanismus entdecken bei dem sog. regulatorische T Zellen (Treg) die Bildung von Autoantikörpern verhindern. Diese Tregs induzieren durch das Oberflächenmolekül PDL-1 programmierten Selbstmord in autoreaktiven B Zellen und verhindern somit, dass diese Autoantikörper produzieren. Diese Erkenntnisse können zur Entwicklung neuer Strategien zur Vermeidung von Autoantikörperbildung beitragen. Biologie dendritischer Zellen in nichtlymphatischen Organen Über dendritische Zellen (DCs) in nichtlymphatischen Organen ist weniger bekannt als über DCs in sekundär lymphatischen Organen. Sie spielen jedoch eine zentrale Rolle bei der Regulation von Autoimmunerkrankungen und vielen Gewebeinfekten. Wir haben verschiedene Nephritismodelle etabliert, in denen wir den Einfluss von DCs auf den Krankheitsverlauf von Nierenerkrankungen untersuchen. Wir konnten eine neue Rolle von DCs bei Harnwegsinfekten und bei Glomerulonephritiden zeigen, die Ansatzpunkte für neue therapeutische Konzepte bei Nierenerkrankungen liefern. Zudem untersuchen wir in Kooperation mit anderen Forschungsgruppen in Bonn die Rolle von DCs bei postoperativer Darmatonie, Augentumoren, Epilepsie, Hepatitis, bakteriellen Infektionen und bei Lymphomen. 32 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Thorsten Lang LIMES Membrane Biology & Biochemistry Die zelluläre Plasmamembran ist dicht mit Membranproteinen bevölkert, welche unterschiedlichste Funktionen vermitteln. In den 70er Jahren wurden Modelle zur Plasmamembran-Organisation entwickelt, von denen sich das heute noch in Lehrbüchern gezeigte sogenannte „Flüssig-Mosaik-Modell“ von Singer und Nicolson durchgesetzt hat. Nach diesem Modell sind Membranproteine in einem Überschuss von Lipiden gelöst und bewegen sich in einem „Meer aus Lipiden“ durch freie Diffusion. In den letzten Jahren wurde allerdings deutlich, dass verschiedene Aspekte dieses Modells mit experimentellen Befunden nicht übereinstimmen. Zum Beispiel sind biologische Membranen viel dichter mit Proteinen bevölkert als zunächst angenommen, freie Diffusion von Membranproteinen wird eher selten beobachtet und Membranproteine sind lateral in sogenannten Mikrodomänen organisiert. Weitgehend unverstanden sind allerdings die Mechanismen, welche die Mikrodomänenbildung vermitteln, und wie Mikrokompartimentierung die Funktionen von Membranproteinen beeinflusst. Unsere Arbeitsgruppe untersucht dieses Phänomen mit dem Ziel, die molekularen Mechanismen der Mikrodomänenbildung aufzuklären und die molekulare Architektur von Mikrodomänen möglichst quantitativ zu beschreiben. Auf der nächsten Ebene sollen dann die Auswirkungen der Mikrodomänenorganisation auf die Biochemie bzw. physiologische Funktion des Proteins ergründet werden. Um diese Fragestellungen zu bearbeiten werden verschiedene mikroskopische Ansätze angewendet um die laterale Organisation und Dynamik von Plasmamembranproteinen zu charakterisieren. Des Weiteren werden spezielle experimentelle Ansätze verwendet, die es erlauben die Biochemie von Membranproteinen in ihrer nativen Umgebung zu studieren (sogenannte „plasma membrane sheets“). 33 BFB Jahresbericht 2014 Eicke Latz Institut für Angeborene Immunität The innate immune system detects invading microbes and responds to danger situations using a set of defined signaling receptors. Inappropriate activation of innate immune receptors is thought to be the basis for many acute and chronic inflammatory diseases. My lab has a longstanding interest in deciphering the molecular mechanisms of innate immune receptor activation. In particular, we are interested in understanding how innate receptors interact with their ligands and how this molecular interaction leads to receptor activation and the most proximal signaling events. Recently, we have also focused on elucidating how cells sense nucleic acids and sterile danger signals by large intracellular multimolecular signaling complexes, termed inflammasomes. We have discovered the AIM2 inflammasome as the principle sensor in the cytosol for double stranded nucleic acids, which triggers caspase-1 and IL-1β cytokine activation. We are furthermore interested in deciphering the molecular mechanisms by which sterile danger signals lead to the activation of the NLRP3 inflammasome. The NLRP3 inflammasome can respond to a broad range of cellular stressors and to substances that indicate metabolic derangements. We found that crystalline substances, such as silica crystals or alum can activate lysosomal damage, which is recognized by the NLRP3 inflammasome. We have recently discovered that cholesterol crystals, which form in atherosclerotic plaques, can cause inflammasome activation and that the NLRP3 inflammasome contributes to atherogenesis. Furthermore, aggregated peptides, such as the amyloid beta peptides that form in Alzheimer’s disease activate the NLRP3 inflammasome. We could recently show that brain lysates from human Alzheimer’s patients show highly increased caspase-1 activation and that NLRP3 activation is critical for the development of brain pathology and cognitive decline in murine Alzheimer disease models. These data suggest that pharmacological interference with NLRP3 activation may be a promising strategy for a number of chronic inflammatory diseases. By using systems biology approaches including SILAC mass spectroscopy, pharmacogenomics and genetics we are currently investigating the molecular mechanisms that lead to NLRP3 activation in response to various triggers. Pharmacological interference with NLRP3 inflammasome activation could be a strategy for the treatment of a number of chronic inflammatory diseases, including type II diabetes, atherosclerosis and Alzheimer’s disease. The team behind the tasks: In 2013, Prof. Latz lead a highly skilled team of 6 Postdocs, 8 PhD students, 4 Master’s students, 3 technicians and 2 administrative support staff from all around the world. The Institute of Innate Immunity (Institut für Angeborene Immunität) was established in 2010 within the University of Bonn’s Medical Faculty. 34 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Gunter Mayer LIMES, Chemische Biologie und chemische Genetik Our group is interested in non-coding oligonucleotides used for control of biological processes, diagnostics and therapy. The majority of our research projects deal with aptamers, short DNA or RNA fragments that form three-dimensional structures enabling specific recognition of almost any given target. The selection of aptamers recognizing small molecules, proteins, mircoRNAs or whole cells is executed in our lab. The application of aptamers in vitro and in cell culture is straightforward. We use aptamers for targeting proteins involved in cancer cell proliferation like the epidermal growth factor receptor signaling cascade. Besides, we investigate aptamers in clinical diagnostic and function control of coagulation factors. In the meantime, aptamer utilization in vivo is constricted by their limited stability, bioavailability, and cytoplasmic delivery. To overcome these drawbacks, we chemically modify oligonucleotides at the nucleobases or the sugar-backbone. One example is the use of locked nucleic acids (LNA), another example is the application of alkyne-nucleotides amenable to click chemistry. The latter enables the labeling of aptamers with various molecules thereby modulating binding affinity, stability and bioavailability. Our group also is interested in isolating aptamers that target specific malignant cells. We use these for specific recognition of cell types and as delivery vehicle for targeted transport of functional molecules into cells. To address the activity of the aptamer in a spatio-temporal manner, we also work on light-controllable oligonucleotides. Photo-labile groups at strategic positions of an aptamer may render it in its inactive state, while irradiation cleaves off the modification. This allows the aptamer to switch back to its initial conformation and restores activity. Moreover, we investigate non-coding RNAs such as microRNAs and riboswitches. The latter have emerged as new promising target for antimicrobial research. In this respect we investigate different riboswitches and try to identify novel artificial activators. 35 BFB Jahresbericht 2014 Christa E. Müller Pharmazeutische Chemie I Unsere Arbeitsgruppe ist medizinisch-chemisch ausgerichtet und befasst sich mit den chemischen und biochemischen Aspekten biologisch aktiver Verbindungen (Wirkstoffe/Arzneistoffe). Unsere Forschung ist interdisziplinär ausgerichtet; Grundprinzip unserer Forschungsstrategie ist eine große methodische Breite, die von der chemischen Synthese über (bio)analytische und bioinformatische Methoden bis hin zur molekularen Pharmakologie und Molekularbiologie reicht, und zugleich eine thematische Fokussierung. Wir befassen uns mit Zellmembran-Proteinen, v.a. 7-TM- bzw. G-Proteingekoppelten Rezeptoren (GPCR). Wir interessieren uns vor allem für eine Untergruppe dieser 7-TM-Rezeptoren, die durch Purine und/oder Pyrimidine (wie Adenin, Adenosin, ATP, ADP, UTP, UDP, und/oder UDP-Glucose) aktiviert werden, sowie damit verwandte Orphan-Rezeptoren (u.a. GPR17, GPR18, GPR35, GPR55, GPR84). Darüber hinaus bearbeiten wir ATP-aktivierte IonenkanalRezeptoren (P2X-Rezeptoren) und membranständige Enzyme, die am extrazellulären Nucleotid-Metabolismus beteiligt sind, und dadurch die Konzentration der Purine und Pyrimidine und damit die Aktivierung der o.g. Rezeptoren steuern. Unsere Arbeiten auf diesen Gebieten reichen von Projekten zur reinen Grundlagenforschung bis hin zu angewandter, industrienaher Forschung, die direkt zur Entwicklung neuer Medikamente führen soll. 36 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Markus Nöthen Department of Genomics, Life & Brain Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Genidentifizierung und –charakterisierung bei multifaktoriellen Krankheiten. Schwerpunkte sind neuropsychiatrische Krankheiten und Alopezien. Genetische Faktoren bei neuropsychiatrischen Krankheiten Es werden systematische Untersuchungen bei bipolaren und schizophrenen Störungen sowie bei der Leserechtschreibschwäche (Dyslexie) durchgeführt. Bei den bipolaren Störungen wurde neben der Analyse von Kandidatengenen die erste genomweite Kopplungsanalyse auf Gen-Gen Interaktionen sowie genomweite Assoziationsuntersuchungen durchgeführt (z.B. Abou Jamra et al. 2007, 2008, Baum et al. 2008, Cichon et al. 2008, Massat et al. 2007, Rietschel et al. 2008). Bei der Dyslexie werden ebenfalls systematische positionelle Ansätze verfolgt. Es konnten die Gene MRPL19 und C2ORF3 impliziert werden (Anthoni et al. 2007). Eine genomweite Assoziationsuntersuchung wird derzeit im Rahmen des europäischen FP6 NEURODYS-Projekts durchgeführt. Alle identifizierten Gene werden durch einen 'reverse phenotyping' Ansatz auf Assoziation mit unterschiedlichen Phänotypdimensionen getestet (z.B. Rietschel et al. 2008, Schulte-Körne et al. 2007). Funktionelle Untersuchungen werden zur Aufklärung der molekularen Pathophysiologie beitragen. Genetische Faktoren bei der androgenetischen Alopezie Die androgenetische Alopezie (AGA) ist eine androgenabhänige Haarlosigkeit, die progredient nach einem definierten Muster verläuft. Es wird angenommen, dass die AGA polygen vererbt wird, d.h. dass mehrere Varianten in unterschiedlichen Genen zusammen wirken. Im Rahmen einer genomweiten Kopplungsuntersuchung bei betroffenen Brüderpaaren fanden wir Kopplung zu verschiedenen chromosomalen Regionen (Hillmer et al. 2008). Unter den positiven Kopplungsregionen fand sich auch die Region auf dem langen Arm vom X-Chromosom, in der das Gen für den Androgenrezeptor (AR) lokalisiert ist. Mit funktionellen Untersuchungen konnten wir Unterschiede zwischen Risiko- und protektiven Allelen im AR-Gen darstellen (Brockschmidt et al. 2007). Durch eine chip-basierte genomweite Assoziationsuntersuchung konnten wir Assoziation mit weiteren genomischen Regionen nachweisen, diese Untersuchungen befinden sich derzeit im Stadium der unabhängigen Replikation. Replizierte Regionen werden systematisch aufgearbeitet und die verantwortlichen Gene charakterisiert. 37 BFB Jahresbericht 2014 Natalija Novak Klinik und Poliklinik für Dermatologie und Allergologie Pathogenese der Atopischen Dermatitis - Untersuchung genetischer sowie epigenetischer Ursachen der Atopischen Dermatitis anhand genomweiter Analysen sowie Assoziationsstudien und funktioneller Assays - Charakterisierung der Rolle myeloider und plasmazytoider dendritischer Zellen sowie deren Vorläuferzellen im Blut und in der Haut Regulation und Funktion des hochaffinen IgE-Rezeptors auf humanen Zellen - funktionelle Bedeutung der trimerischen Variante des hochaffinen IgE Rezeptors (Fc RI) auf humanen dendritischen Zellen Interaktion von Fc RI mit Tetraspaninen Pathogenese allergischer Erkrankungen - Rolle von Mastzellen und Basophilen - - Untersuchung des genetischen Hintergrundes der Mastozytose, Untersuchung der Rolle von Neuromediatoren (Neurotrophine/ Neuropeptide) Untersuchung des genetischen Hintergrundes der Histaminintoleranz, Bestimmung der Aktivität des Histamin abbauenden Enzyms Diaminoxidase im Blutserum der Patienten und Assoziationsstudien zur Untersuchung der Genetik der Histaminintoleranz, Untersuchung der Korrelation der Diaminoxidase mit Klinik/ Reaktion auf Histaminprovokation Untersuchung des genetischen Hintergrundes der Insektengiftallergie und der frühen Wirkmechanismen der Hyposensibilisierung mit Insektengift Isolation von humanen Mastzellen aus der Haut, funktionelle Untersuchungen der Bedeutung von Rezeptor-Tyrosinkinasen Analyse der Funktion von Histaminrezeptoren auf humanen Basophilen und Mastzellen Tolerogene Funktionen dendritischer Zellen in der Mundschleimhaut - Charakterisierung dendritischer Zellen in verschiedenen Regionen der Mundschleimhaut und deren Bedeutung bei der Induktion allergen-spezifischer Toleranz Rolle dendritischer Zellen bei chronisch-entzündlichen Veränderungen der Mundschleimhaut Identifizierung prädiktiver Marker für Atopie im Nabelschnurblut - Untersuchung funktioneller Besonderheiten von CD34+ Stammzellen, dendritischer Zellen, T-Zellen und B-Zellen im Nabelschnurblut von Kindern mit hohem und geringem Risiko für Atopie Wirkmechanismen der allergen-spezifischen Immuntherapie - Charakterisierung von Markern für die Induktion allergen-spezifischer Toleranz Mechanismen die zur Tachyphylaxie beitragen 38 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Sven Perner Institute of Prostate Cancer Research Our group focuses on decoding the molecular and genetic alternations using novel high throughput sequencing approaches on clinically well-defined cohorts. The core of our research is aimed at identifying and characterizing biomarkers in solid tumors, primarily emphasizing the cancers of the prostate and lung. In the realm of the increasing application of Next-Generation-Sequencing, we observe many tumor-specific genes potentially seen to be amplified, deleted or translocated in various tumor entities. Some of these genes are hypothesized to play a significant role in tumorigenesis or tumor progression, eventually making them promising candidates as clinically relevant biomarkers or therapeutic targets. In order to identify potential candidates, we perform transcriptome, exome, and miRNA sequencing on formalin fixed paraffin embedded/fresh-frozen tissue using the SOLiD5500 technology (Sequencing by Oligonucleotide Ligation and Detection). Sequenced data is analyzed using a high-performance bioinformatics pipeline. Promising candidate genes are then validated on our gold-standard validation platform consisting of tissue-microarray based studies using fluorescence insitu hybridization and immunohistochemistry. To study the impact of candidate alterations on tumor biology, functional studies using suitable cell lines are performed. Results of our work provide further insight into novel biomarker and therapeutic target discovery, by understanding the functional consequences in sequence variation. In summary, our approach enables us to translate results from basic research back to bedside. 39 BFB Jahresbericht 2014 Alexander Pfeifer Institute of Pharmacology and Toxicology The main focus of our research is the pharmacology of signaling pathways and the development of therapeutic approaches – especially for the treatment of adipositas and neurodegenerative diseases. Obesity is a global health problem that affects more than 600 million people. Within the next decade it is expected that the number of overweight or obese people will double and effective therapeutic approaches are missing. Therefore, there is a high medical need for new pharmacological ways of treatment. We focus on understanding the underlying signaling mechanisms especially the cGMP pathway and GPCR signal transduction in adipose tissue. We are interested in the analysis of metabolic processes that are involved in the differentiation of white and brown adipose cells and in the regulation of mature adipocytes. For this purpose, we apply state-of-the-art technologies including genetic tools like lentiviral vectors for downregulation (RNAinterference) or overexpression of signaling molecules. Beside in vitro cell culture models, transgenic or knock-out mouse models are applied. For in vivo analysis of systemic metabolism, we study energy expenditure and body composition (e.g. metabolic cages). Another research focus lies on neurodegenerative diseases like epilepsy or Alzheimer ’s disease. One major aspect in this context is to investigate the role of endogenous, non-coding RNAs (microRNAs) that strongly influence the cellular protein expression levels and are therefore involved in a variety of human diseases. For the development of novel therapeutic approaches, we focus on lentiviruses and nanomedicine-based strategies especially magnetic nanoparticles that can be attracted in a magnetic field. These nanoparticles allow for targeted gene delivery in vivo and moreover, magnetic positioning of transgenic cells, which is relevant for the field of regenerative medicine. These studies are performed within DFG Research Unit FOR917 "Magnetic Nanoparticle-based targeting of geneand cell-based therapies". 40 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Konrad Sandhoff LIMES Institut Membrane Biology and Lipid Biochemistry Unit The constitutive degradation of membrane components takes place in the acidic compartments of a cell, the endosomes and lysosomes. This process is essential for membrane homeostasis and cell survival. Defects lead to an endolysosomal lipid accumulation, a lipid storage disease. Sites of lipid degradation are luminal lysosomal membranes that are formed in endosomes. Together with endolysosomal lipid binding proteins, the NPC2protein, the GM2 activator protein, and the saposins Sap-A, -B, -C, and –D, a suitable membrane lipid composition is required for degradation of complex lipids by water-soluble hydrolytic enzymes. We could show that lipids inhibiting lysosomal catabolism are removed during a maturation process of the luminal vesicles. Sphingomyelin is hydrolysed by acid sphingomyelinase, facilitating cholesterol export by NPC2- and NPC1-protein. The negatively charged bis(monoacylgycero)phosphate increases during endocytosis. Our group demonstrated that anionic lipids (phosphatic acid, phosphatidylglycerol, bis(monoacylgycero)phosphate) stimulate the degradation of sphingolipids, membrane disintegration by saposin A and B, and NPC2 mediated cholesterol transfer whereas sphingomyelin and cholesterol have an inhibitory effect. Ceramide, which is generated from sphingomyelin by acid sphingomyelinase, stimulates degradation of sphingomyelin, and GM2 and the cholesterol transfer by NPC2. Aim of our studies is to characterize how membrane lipid degradation operates in the endolysosomal compartment at the molecular level. The tools are lipid analysis (TLC, mass spectrometry), protein purification of endolysosomal proteins from tissue and recombinant proteins, cell culture studies, synthesis of unavailable radiolabeled and fluorescent lipids, and different assay system to investigate membrane degradation in vitro (including the development of lipid transfer, vesicle disintegration and membrane fusion assays) and the details of this pathway at the molecular level. We want to show for the saposins A-D, the GM2 activator protein, the NPC2-protein, and lysosomal hydrolases (acid sphingomyelinase, acid ceramidase, β-glucocerebrosidase, hexosaminidase A, phospholipase A2), how they interact with membranes of different lipid composition, and to demonstrate the structural requirements for these interactions. 41 BFB Jahresbericht 2014 Karl Schilling Anatomisches Institut Anatomie und Zellbiologie Im Mittelpunkt des Interesses unserer Arbeitsgruppe stehen Fragen zur Regulation der Histogenese des Zentralnervensystems (ZNS), die wir am Beispiel des Kleinhirns, und speziell am dem des cortex cerebelli der Maus bearbeiten (AGs Baader und Eiberger). In den vergangen Jahren haben wir zudem ein Zebrafisch-Modell etabliert, mit dessen Hilfe wir vor allem Fragen zur (Re-) Myelinisierung des ZNS untersuchen (AG Odermatt). Neben der geordneten und koordinierten Proliferation der Vorläufer spezifischer neuronaler Zellen ist deren ontogenetische Migration durch das entstehende ZNS und letztendlich die Ausbildung und Morphogenese neuronaler Fortsätze von zentraler Bedeutung für die ordentlich synaptische Verschaltung und Funktion neuraler Schaltkreise. Der relative einfache Aufbau der Kleinhirnrinde, ihre gut beschriebene Entwicklung und nicht zuletzt die Verfügbarkeit genetischer Werkzeuge, die die gezielte Manipulation einzelner Zellpopulationen erlaubt, machen diese zu einem idealen Modell, um Fragen zur Regulation der Histogenese des ZNS experimentell anzugehen. Im Berichtszeitraum haben wir uns vor allem mit Fragen zur Funktion von Aktinzytoskelett-assoziierten Proteinen (speziell Mtss1) bei der ontogenetischen Migration von Körnerzellen und deren Regulation durch miRNAs (AG Eiberger). Hierfür haben wir u.a. ein Mausmodell etabliert, das die Generierung von miRNAs in Körnerzellen zu unterdrücken erlaubt. Zu wichtigen Befunden, die wir im Berichtszeitraum erheben konnten zählt sicherlich die Beobachtung, dass definierte Splicevarianten von Mtss1, deren Expression ontogenetisch reguliert ist, die Migration von Körnerzellvorläufern im Kleinhirn differentiell beeinflussen. Ein weiterer Schwerpunkt unserer Arbeiten lag in der Fortführung der im vergangen BerichtsJahr detailliert beschriebenen, in Zusammenarbeit mit Dr. Helen Morrison (FLI Jena) durchgeführten Untersuchungen zur Funktion des TumorSupressor-Gens Merlin während der Neuritogenese, wobei wir hierfür jetzt auch ein Zebrafisch-Modell (s.u.) nutzen (AG Baader). Eine wesentliche inhaltliche und methodische Bereicherung erfuhren unsere Arbeiten durch die AG Odermatt, deren neu etabliertes Zebrafisch-Modell es erlaubt, die oben skizzierten Fragen direkt im intakten Organismus zu bearbeiten. Dieses Modell eröffnet auch bisher nicht verfügbare Wege zur genetischen Manipulation der uns interessierenden Entwicklungsprozesse. Ein zentrales Werkzeug hierbei ist ein in Kollaboration mit der AG um Prof. Kubitscheck (Physikalische Chemie) entwickeltes konfokales multi-Photonen Lichtscheiben-Mikroskop, mit dessen Hilfe äußerst schonende aber dennoch räumlich und zeitlich sehr hoch auflösende 4D-Langzeituntersuchungen zur Expression und subzellulären Lokalisation verschiedenfarbig markierter Proteine während der Entwicklung im Fisch möglich sind. 42 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Susanne Schoch McGovern Institut für Neuropathologie Chemical synapses are specialized sites of information exchange between neurons and their target cells. At the synapse the arriving electrical signal is rapidly and efficiently transformed into a chemical signal through regulated exocytosis of neurotransmitter-filled synaptic vesicles. Structurally synapses are characterized by their asymmetric organization with a presynaptic nerve terminal (bouton) that contains synaptic vesicles, a synaptic cleft, and a postsynaptic neurotransmitter reception apparatus, the postsynaptic density (PSD). The fusion of synaptic vesicles with the presynaptic plasma membrane is under tight temporal and spatial control as synaptic vesicles only dock, fuse and release neurotransmitter at a restricted and highly specialized area of the presynaptic plasma membrane called the active zone. The active zone is tightly associated with an electron-dense cytoskeletal matrix, wich is referred to as cytomatrix at the active zone (CAZ) or presynaptic grid. The protein network that constitutes the CAZ is integrally involved in the organization of docking and priming of synaptic vesicles. In addition, the CAZ might underlie the long-term stability of individual synaptic sites but at the same time mediate use-dependent changes in release during short-and long-term synaptic plasticity. Alterations in synaptic properties and numbers have been suggested to constitute a fundamental mechanism for modifying functional properties of neuronal networks and thereby contributing to phenomena like learning and memory. On the other hand, numerous studies published in recent years have linked synaptic dysfunction and particular components of the presynaptic release machinery to pathophysiological conditions, e.g. epilepsy or other psychiatric and neurological diseases. Our research focus are the molecular mechanisms underlying the structural organization of the presynaptic active zone and the molecular alterations involved in physiological and pathophysiological synaptic plasticity. In particular, we are interested in the following questions: What are the fundamental mechanisms underlying the formation and maintenance of the active zone ultrastructure? How does the CAZ contribute to mediating synaptic tenacity and synaptic stability? What are the effects of physiological and pathophysiological activity on the composition and structure of the active zone? Which signal transduction cascades mediate changes in the presynaptic release machinery in response to physiological and pathophysiological activity? Role of the presynaptic release machinery during epileptogenesis 43 BFB Jahresbericht 2014 Hubert Schorle Institut für Pathologie, Abteilung: Entwicklungspathologie Research Objective The objective of the lab centers on the genetics and epigenetics of stem cell populations giving rise to germ cells, germ cell tumors and the trophoblast. Common to these cell populations is the fact that they all have to deal with pluripotency, i.e. the ability to differentiate in all three germ layers. Germ cells have developed a program that is able to suppress the pluripotency program despite the fact that the pluripotency genes are expressed. Trophoblast stem cells express factors, which directly restrict the expression of pluripotency genes. We take advantage of the vast array of normal and diseased human tissue samples in the Institute of Pathology and combine it with murine model systems such as transgenic / knockout mice and most advanced stem cell technologies. We address questions of control of pluripotency and cell fate specification in development and during cancer formation. Hence the central projects worked on in the lab can be summarized under the heading: reproductive pathology. 44 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Joachim Schultze LIMES Genomics and Immunoregulation The group of Professor Schultze joined the BFB in 2008 and is located at the LIMES Institute. The main focus of our group lies on deciphering the mechanisms of dysregulated immune responses. Over the last years, we could identify several novel immunoregulatory mechanisms in malignant and infectious diseases with a focus on regulatory myeloid cells as well regulatory T cells (Treg cells) as important players for immune suppression. One major scope of our ongoing work is the functional and molecular characterization of macrophages and myeloid dendritic cells. Macrophage activation is associated with profound transcriptional reprogramming. For a better understanding how macrophages integrate and compute signals from their microenvironment under inflammatory conditions we stimulated macrophages with diverse activation signals and generated a large transcriptomic data set based on a single microarray platform. Network modeling of this data set revealed a spectrum model of macrophage activation extending the current M1 versus M2 polarization model. Furthermore our work focuses on the role of indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO1) as a cellular response to infection with numerous pathogens in myeloid cells. Using infection of phagocytes with Listeria monocytogenes as a model, we could illustrate that IDO1 induction is a species-specific event observed in human, but not in murine myeloid cells and that IDO1-mediated antimicrobial mechanisms are pathogen-specific. Our findings highlight the necessity to consider species- and pathogen-specific aspects of host-pathogen interactions when elucidating the individual role of antimicrobial proteins such as IDO1. Another interest of our work is the functional and molecular characterization of T reg cells focusing on the control of gene expression by transcriptional, epigenetic, and post-translational mechanisms. To analyze gene function in Treg cells in vivo, we investigated whether artificial transcription activator-like effector nucleases (TALENs) can be combined with a targeting vector to induce homologous recombination for the introduction of a transgene in embryonic stem cells and fertilized murine oocytes. We are currently further developing this approach in parallel with the newly established CRISPR/Cas9 system. These genome engineering approaches could revolutionize somatic gene targeting as it bypasses the laborious, time-consuming and error-prone generation of targeted embryonic stem cells. Our main focus in functional genomics is the genome-wide assessment of differentially expressed mRNA and microRNA using next-generation sequencing and state-of-the-art Bead-Array technology. Additionally, we focus on the characterization of epigenetic and transcription-factor mediated control of gene expression using ChIP-seq and ATAC-seq. The major goals are the identification of diseasespecific gene expression patterns, novel biomarkers and “RNA fingerprints” for the diagnosis and early detection of malignant diseases, infections or chronicinflammatory diseases. Furthermore, RNA sequencing allows for the identification of splice variants as well as transcriptional alterations to further broaden our understanding of gene expression and regulation. 45 BFB Jahresbericht 2014 Ulrich Schweizer Institut für Biochemie und Molekularbiologie Wir verfolgen zwei Forschungsrichtungen: Biosynthese und Funktion von Selenoproteinen und Transport und Metabolismus von Schilddrüsenhormonen. Selenoproteine sind Proteine, welche die seltene Aminosäure Selenocystein (Sec) enthalten. Sec wird kotranslational in Proteine eingebaut, indem ein UGA Codon zum Sec-Codon re-codiert wird, anstatt die Termination auszulösen. Wir interessieren uns für den Mechanismus der Re-codierung von UGA. Der Einbau von Sec wird durch die Modifikation der tRNA(Sec) reguliert. Deshalb haben wir die tRNA(Sec)-Isopentenyl-Transferase identifiziert (Fradejas et al., 2013 Biochem J) und bei der Maus inaktiviert. Mutationen im SECISBP2 Gen führen beim Menschen zu Krankheiten mit erniedrigter Selenoproteinexpression. Anhand von transgenen Mausmodellen untersuchen wir den molekularen Mechanismus (Seeher et al., 2014 Antiox. Redox Signal). Wir interessieren uns außerdem für die Bedeutung von Selenoproteinen für die Gehirnfunktion, insbesondere weil Defekte der Selenoproteinbiosynthese die Anzahl kortikaler und striataler Interneurone reduzieren (Seeher et al., 2014 Biochem J). Damit haben wir ein histopathologisches Korrelat gefunden für Bewegungsstörungen und Epilepsien, die bei Selenmangel im Gehirn auftreten. Schilddrüsenhormone benötigen Transmembrantransport-Proteine, um ihre intrazellulären Rezeptoren zu erreichen. Einer dieser Transporter heißt Monocarboxylattransporter 8 (MCT8). Mutationen im MCT8 führen beim Menschen zu schwerer psychomotorischer Retardierung und paradoxen SchilddrüsenhormonKonstellationen. Wir möchten die Funktion dieses Membranproteins verstehen und arbeiten daher am Mechanismus der Substrattranslokation und Substraterkennung (Braun et al., 2013 Endocrinology). Schilddrüsenhormone können durch Entfernung eines Jodatoms aktiviert bzw. inaktiviert werden. Diese Reaktionen werden von Dejodasen katalysiert, Selenoenzymen, die Ähnlichkeit zu Peroxidasen haben. Wir haben kürzlich die erste Struktur einer Dejodase aufgeklärt (Schweizer et al., 2014 Proc Natl Acad Sci USA) und arbeiten jetzt am besseren Verständnis des Mechanismus dieses einzigartigen Enzyms. 46 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Valentin Stein Institut für Physiologie II Wir interessieren uns für die Funktion und Entwicklung von Synapsen. Zum einen untersuchen wir synaptische Adhäsionsmoleküle. Diese Klasse von Proteinen fungiert wie eine Art Klebstoff, der die Membranen der Prä- und Postsynapse zusammenhält. Zu anderen untersuchen wir die bisher in Neuronen kaum bekannte posttranslationale Modifikation Neddylierung. Wir beschäftigen uns seit einiger Zeit mit dem Synaptischen adhäsions Molekül SynCAM1. Wir konnten zeigen, dass Synapsen mit zusätzlichem Klebstoff länger bestehen bleiben und sich schneller entwickeln. Schalten wir SynCAM1 aus, sinkt die Anzahl der Synapsen. Dies konnten wir sehr genau über einen längeren Zeitraum im lebenden Tier durch 2-Photonen in-vivo imaging beobachten. In einem weiteren Projekt stellte sich heraus, dass die verbesserte Synapsenstabilität einen großen Einfluss auf das Überleben von neu gebildeten Neuronen in erwachsenen Tieren hat. Im Gyrus Dentatus und im Bulbus Olfactorius bilden sich auch in erwachsenen Tieren fortlaufen neue Neurone, die sich in das vorhandene neuronale Netzwerk integrieren müssen. Durch eine Überexpression von SynCAM 1 bilden die neugeborenen Neurone im Gyrus Dentatus schon früher funktionelle Synapsen, wodurch sie mit einen höheren Wahrscheinlichkeit in das vorhandene Netzwerk eingebaut werden und besser überleben. Über Neddylierung von synaptischen Proteinen ist bislang wenig bekannt. Bei der Neddylierung wird das Ubiquitin-ähnliche Protein Nedd8 kovalent an ein Lysin eines Zielproteins gebunden, wodurch weitere Protein-Protein Interaktionen beeinflusst werden. Wir konnten zusammen mit der Gruppe von Damian Refojo zeigen, dass die Neddylierung einen starken Einfluss auf die Entwicklung und Funktion von Synapsen hat. Weiterhin konnten wir zeigen, dass PSD-95 neddyliert wird. Zurzeit sind wir auf der Suche nach weiteren neddylierten synaptischen Proteinen. 47 BFB Jahresbericht 2014 Christian Steinhäuser Institut für Zelluläre Neurowissenschaften Das Institut für Zelluläre Neurowissenschaften erforscht die Interaktionen von Nerven- und Gliazellen im Gehirn und zieht daraus Rückschlüsse auf normale und krankheitsbedingt geschädigte Hirnfunktionen. Ähnlich wie Neurone exprimieren Gliazellen eine Vielfalt an Ionenkanälen, Membranrezeptoren und -transportern. Subpopulationen von Gliazellen erhalten direkten synaptischen Input von Neuronen, oder sie antworten auf neuronale Aktivität, indem sie ihre intrazelluläre Ca2+-Konzentration erhöhen und Gliotransmitter freisetzen. Um zugrundeliegende Mechanismen zu entschlüsseln, werden elektrophysiologische, molekulare und bildgebende Methoden kombiniert. Von besonderem Interesse ist für uns der Hippokampus, eine Gehirnregion, die wichtig ist für Lernen und Gedächtnis. Um die Bedeutung der funktionellen Heterogenität von Astrozyten im Gehirn besser zu verstehen, führen wir vergleichende Untersuchungen auch im Thalamus, Neokortex und Kleinhirn durch. Wir verwenden für diese Untersuchungen vorwiegend akute Hirnschnitte oder frisch isolierte Zellen von Mäusen und Ratten. Ein weiterer Fokus unserer Forschung liegt auf der Identifizierung der Ursachen von Epilepsie. Dabei wenden wir unsere Methoden auf Gliazellen und Neurone in akuten, lebenden Präparaten des menschlichen Hippokampus an. Die Gewebeproben erhalten wir im Rahmen neurochirurgischer Eingriffe an Patienten, die an pharmakoresistenter Temporallappen-Epilepsie leiden. Ergänzend werden TierModelle für Epilepsie untersucht. Das Ziel dieser Untersuchungen ist ein besseres Verständnis der Rolle von Gliazellen bei der Entstehung epileptischer Anfälle. 48 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Prof. Dr. med. C. P. Strassburg Prof. Dr. med. U. Spengler Med. Klinik I - Allgemeine Innere Medizin, Universitätsklinikum Bonn Die Arbeitsgruppen beschäftigen sich mit immunologischen Problemen bei chronischen, viralen und autoimmunen Erkrankungen der Leber. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Strassburg untersucht in einem DFG-geförderten Projekt die Rolle von Polymorphismen im humanen UGT1A-Genlokus auf die Fibrogenese. So konnte gezeigt werden, dass humanisierte transgene UGT1ASNP Mäuse im Vergleich zu UGT1A-WT-Mäusen eine erhöhte Suszeptibilität gegenüber Cholestaste-induzierten Leberschäden (ALT, AST, Fibrose, Nekrose) aufweisen. Weiterhin wird in einem von der Wilhelm-Sander-Stiftung geförderten Projekt analysiert, inwieweit bestimmte UGT1A-Polymorphismen bei der Entstehung der primär sklerosirenden Cholangitis (PSC) eine Rolle spielen. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Nattermann beschäftigt sich mit den Mechanismen, die für die Immunpathogenese der chronischen Hepatitis C-Virus (HCV)Infektion eine Rolle spielen. In diesem Zusammenhang wird die Rolle der natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) für die antivirale Resistenz (BMBF-gefördertes Verbundprojekt) untersucht. Darüber hinaus wird die Regulation von NK-Zellen durch Chemokine im Rahmen der Fibrogenese bei Virushepatitiden analysiert (SFB TRR57/Hector-Stiftung). Die Arbeitsgruppe von Frau PD Dr. Langhans untersucht in einem DFGgeförderten Projekt die Bedeutung HCV-spezifischer regulatorischer CD4+ TZellen (Tregs) bei der Leberzirrhose. Dazu werden Tregs im Lebergewebe bei chronischer Hepatitis C identifiziert, phänotypisch und funktionell charakterisiert sowie mit entsprechenden Zellen im Blut und dem Ausmaß der Gewebeschädigung bzw. Fibrose in der Leber verglichen. Patienten mit einer Fettleberhepatitis haben ein erhöhtes Risiko, ein hepatozelluläres Karzinom (HCC) zu entwickeln. Die Arbeitsgruppe um Herrn Dr. Nischalke untersucht in einem durch die deutsche Krebshilfe geförderten Projekt, inwieweit Rezeptoren des angeborenen Immunsystems und die Sekretion von proinflammatorischen Zytokinen in die Tumorentstehung involviert sind und versucht, genetische Risikofaktoren für die Entstehung des HCC zu identifizieren. Dr. Philipp Lutz beschäftigt sich mit der spontanen bakteriellen Peritonitis. Dabei handelt es sich um eine der häufigsten infektiösen Folgeerkrankungen bei einer Leberzirrhose. Auf dem Boden von genetischer Veranlagung und von im Rahmen der Lebererkrankung erworbener Immundefekte wird sie meist durch Darmbakterien ausgelöst. Dr. Lutz untersucht die genetischen Grundlagen und wie ein besseres Verständnis der Pathophysiologie in eine effektivere Vorbeugung und Behandlung in der klinischen Praxis umgesetzt werden kann. 49 BFB Jahresbericht 2014 Die Arbeitsgruppe von PD Dr. Trebicka untersucht die zugrunde liegenden Mechanismen der Leberfibrogenese und portale Hypertonie. Durch in vivo und in vitro Versuche werden verschiedene intrazelluläre Signalkaskaden in hepatischen Sternzellen moduliert. So kann eine Statin-Behandlung die Fibrogenese und den Pfortaderdruck in der Leberzirrhose senken (BONFOR-Gerok und Nachwuchsarbeitsgruppenförderung), aber auch die Fibrogenese bei der Steatohepatitis beeinflussen (BFB-Förderung). Eine besondere Bedeutung kommt den intrazellulären Signalkaskaden der verschiedenen Rezeptoren des Renin-AngiotensinSystems zu (Teilprojekt des SFB TRR57). Das durch Tumorzellen induzierte immunsuppressive Tumormilieu ist die Hauptursache für den ausbleibenden Erfolg immuntherapeutischer Ansätze in Patienten mit HCC. Um dem entgegenzuwirken, werden in der AG von Frau Dr. GonzalezCarmona im Rahmen von durch die DFG und die deutsche Krebshilfe geförderten Projekte dendritische Zellen mit Hilfe adenoviraler Vektoren befähigt, immunstimulatorische Moleküle und TH1-Zytokine (IL-12, CD40L, GM-CSF) zu exprimieren. Die Therapieansätze werden in einem murinen HCC-Modell untersucht. Die AG von PD Dr. Raskopf beschäftigt sich hauptsächlich mit der Aufklärung proangiogener Prozesse während der Fibrogenese und Tumorentstehung in der Leber. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden im Rahmen eines durch die H.-W. & J. Hector-Stiftung geförderten Projekts neue zell- und gentherapeutische Strategien zur Behandlung dieser Erkrankungen entwickelt. Die hochaktive antiretrovirale Therapie (HAART) verbessert den Immunstatus von HIV-Patienten, hat aber keine direkte Wirkung auf die HCV-Replikation. Ein durch NEAT und GILEAD gefördertes Projekt um Herrn Prof. Dr. Rockstroh untersucht die Auswirkung natürlicher Killerzellen (NK-Zellen) auf den Verlauf einer akuten Hepatitis C bei HIV(+) Patienten. 50 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Timo Strünker Research Center caesar Department of Molecular Sensory Systems Sperm Physiology Group Our group studies chemosensation in human, mouse, and sea urchin sperm by kinetic and electrophysiological methods, combined with fluorescent ion-sensitive and voltage-sensitive indicators. The chemotactic signalling pathway in sea urchin sperm The sea urchin Arbacia punctulata has served as a model organism for fertilization, in particular for sperm chemotaxis, since the early 20th century. Many features of the chemotactic signalling cascade have been elucidated. Our research currently focuses on the chemotactic Ca2+ channel CatSper, the principal Ca2+ channel in both sea urchin and mammalian sperm. Sea urchin sperm represent an ideal model to unravel the structure of the CatSper-channel complex, to identify additional CatSper subunits, and to study the formation of CatSper-signalling complexes Chemosensation in human and mouse sperm In contrast to sea urchin sperm, the mechanisms underlying human sperm chemotaxis are largely unknown. We are particularly interested in the physiology of the CatSper channel. CatSper is activated by progesterone, the candidate chemoattractant for human sperm, but also other lipophilic compounds. We aim to identify the binding site(s) for progesterone and other CatSper agonists; and we study their mechanism of CatSper activation. Moreover, we study the function of voltage-gated H+ channels (HVCN1) and the sperm-specific K+ channel Slo3 in human sperm. The zona pelucida that sourrounds the oocyte serves as a mechanical barrier for the sperm. Binding to the zona pelucida evokes behavioral responses in sperm that help sperm to overcome this barrier and to fuse with the egg. We study the mechanisms underlying the ZP-induced behavioral responses in sperm 51 BFB Jahresbericht 2014 Christoph Thiele LIMES Institut Biochemie und Zellbiologie der Lipide Lipidmetabolismus Lipidspeicherung und Ein Schwerpunkt der Arbeitsgruppe liegt auf der Untersuchung des Neutrallipidstoffwechsels in verschiedenen Zelltypen und Tiermodellen. Wir untersuchen insbesondere die Enzymatik von Reaktionen, die direkt auf den Lipidspeicherorganellen, den Lipid Droplets, stattfinden. Aktuelle Projekte sind: –Biosynthese von Triglyceriden auf Lipid Droplets –Metabolismus von Phospholipiden auf Lipid Droplets –Kinetik des hepatischen Fettsäuremetabolismus –Aktivität von bisher uncharakterisierten Lipasen –Einfluß des Immunsystems auf den Lipidmetabolismus Zellbiologie von Lipid Droplets Lipid droplets sind strukturell ungewöhnliche Organellen, die sich zellbiologisch in vielen Eigenschaften stark von üblichen Membranvesikeln unterscheiden. Wir interessieren uns besonders für –Morphologie und Proteinausstattung von Lipid Droplets, –Struktur und Funktion des Dropletproteins AUP1 Chemische Tools zur Untersuchung von Lipiden und Proteinen Wir nutzen die Möglichkeiten der chemischen Synthese, um Hilfsmittel zur Untersuchung von Struktur und Funktion von Lipiden zu erzeugen. Wichtige neue Verbindungen und resultierende Methoden sind –Photocrosslinkbare Lipide und Aminosäuren (Photocholesterol, Photo-Leu/Met) zur Untersuchung von Wechselwirkungen mit anderen Molekülen –Fluoreszierende Polyen-Fettsäuren zum Imaging des Fettsäuremetabolismus –Neutrallipidfarbstoffe (LD540) zur Detektion von Lipid Droplets –Nutzung der Click-Reaktion zur Untersuchung des Lipidstoffwechsels (Fettsäuren, Sterole, Sphingolipide) 52 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Thomas Tüting Klinik und Poliklinik für Dermatologie; Labor für Experimentelle Dermatologie Tumor-Biologie und Tumor-Immunologie Rolle des Immunsystems in der Pathogenese und Therapie des Melanoms Etablierung neuer experimenteller Tumormodelle der Maus mit spontan auftretenden primär kutanen Melanomen für Tumor-immunologische Analysen Interaktion von Tumor und Immunzellen im Mikromilieu neoplastischer Gewebe, Tumor-induzierte Immunsuppression („tumor progression“, „tumor immune surveillance, „tumor-associated inflammation“) Entwicklung von rekombinanten DNA-Vakzinen und von kombinatorischen Ansätzen für die Chemo-Immuntherapie, Einsatz von immunstimulierender siRNA Zelluläre Immunologie Bedeutung molekularer Mechanismen der Virusabwehr für die Induktion und Regulation zellulärer Immunantworten in peripheren Geweben am Beispiel der Haut Einfluss von Rezeptoren für virale Nukleinsäuren (TLR/Helikasen) und Typ I IFN auf die Aktivierung der angeborenen und erworbenen zytotoxischen Immunabwehr Anwendung dieser Erkenntnisse für die Entwicklung von rekombinanten DNA Vakzinen mit dendritischen Zellen, Interferonen und immunstimulierenden Oligonukleotiden als Adjuvantien Neuro-Immunologie Physiologie und Pathophysiologie des endogenen Cannabinoid-Systems in peripheren Geweben am Beispiel der Haut Regulation zellulärer Immunantworten bei der experimentellen Kontaktallergie Bedeutung von Cannabinoiden für die Pathogenese und Therapie von Hauttumoren Pathophysiologie des kutanen Lupus erythematodes DFG-Projekt mit dem Titel „Mechanismen für die Typ I IFN-Induktion in der Haut und ihre Rolle für die Pathophysiologie des Lupus erythematodes“ zusammen mit Prof. Dr. J. Wenzel 53 BFB Jahresbericht 2014 Dagmar Wachten Minerva Research Group Molecular Physiology Research Center caesar In my group, we are interested in two different research topics: the development of sperm and the development of the heart under physiological and pathological conditions. We use an array of biochemical, cell biological, genetic, and fluorescent techniques to study signaling pathways. Our model system is the mouse. Studying the mechanisms underlying heart valve development The leaflets that make up vertebrate heart valves are essential for cardiac function. Abnormalities of valve formation are the most common serious human congenital defects affecting ~3% of the population. The more subtle of those defects do not produce disease until adulthood, making a diagnosis rather difficult. Thus, to elucidate the molecular mechanisms that control embryonic heart-valve development is of major importance. The formation of the valve precursor-tissue requires the activity of the highly conserved calcineurin/nuclear factor of activated Tcells (NFAT) signaling pathway. Calcium signaling activates the phosphatase calcineurin and induces translocation of NFAT proteins into the nucleus, where they cooperate with other proteins to regulate target genes. In collaboration with Michael Hoch, LIMES Institute, University of Bonn, we have identified a new regulator of calcineurin that is essential for heart-valve formation. We are currently studying the molecular mechanisms underlying the function of this new regulator of calcineurin/NFAT signaling in vitro and in vivo. The role of GlcCer/GBA2 for sperm development Glucosylceramide (GlcCer) is the simplest glycosphingolipid and serves as a building block for the synthesis of higher-order glycosphingolipids. Defects in the lysosomal beta-glucosidase 1 (GBA1), which cleaves GlcCer to glucose and ceramide, causes accumulation of GlcCer in lysosomes and, thereby, the severe lipid-storage disorder Gaucher disease. Knockout-mice lacking the non-lysosomal beta-glucosidase 2 (GBA2) accumulate GlcCer outside the lysosomes, resulting in globozoospermia – a severe male fertility defect. The molecular mechanisms underlying this fertility defect are unknown. Our preliminary results reveal that accumulation of non-lysosomal GlcCer disrupts cytoskeletal dynamics, affecting both the microtubule and actin cytoskeleton. In particular, cytoskeletal structures in the testis that shape the sperm head are disturbed. Accumulation of GlcCer outside the lysosomes increases lipid stacking in the plasma membrane, thereby, interfering with protein function, particularly with the function of proteins that control cytoskeletal dynamics. In the future, we will investigate in more detail, how GlcCer accumulation affects cellular signaling not only in the testis, but also in other tissues. 54 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen Klaus Willecke LIMES Institut Molekulare Genetik Our current research projects aim at the dissection of biological functions of connexin proteins and ceramides with different fatty acyl residues as membrane anchors in mice. In both research fields we characterize transgenic mouse mutants which we generate in our laboratory. These mice are designed to express defects in connexin proteins or key enzymes of sphingolipid biosynthesis. Connexin (Cx) proteins can assemble to form (closed) hemichannels that can dock to each other in the plasma membrane of apposed cells to form open gap junction channels for intercellular diffusion of metabolites and ions. Under certain conditions (metabolic stress, mutations etc.) connexin hemichannels can transiently open in the plasma membrane. Connexin26, -45 and –43 are essential at different stages of embryonic development. Currently we are investigating the molecular mechanism how expression of Cx43 and Cx45 affect the differentiation of embryonic stem cells to embryoid bodies. . During the last years we have studied several connexin mouse mutants with functional abnormalities in distinct tissues, for example heart, brain, inner ear, skin, and skeletal muscles . More recently we have inserted connexin mutations from patients who suffer from genetic diseases into the orthologous mouse connexin genes. In this way we have studied the molecular mechanism of the genetic disease, for example a Cx43 mutation that leads to infant death in humans. Furthermore we have characterized mice which express connexin mutations that cause human genodermatoses. In our second research field we have generated mice with deficiencies in ceramide synthase (CerS) 1, 2, 4.and 6. In the mouse genome 6 different ceramide synthase genes are expressed. We have found functional differences between these proteins regarding lipid metabolism and physiological characteristics in different mouse organs. CerS2 deficient mice develop liver tumors, myelin defects and behavioral abnormalities. CerS1 and CerS6 deficient mice exhibit other behavioral abnormalities suggesting brain deficits.. Our ongoing projects are directed to unravel the complex regulation of ceramide homeostasis and interacting proteins of ceramide synthases in different tissues. 55 BFB Jahresbericht 2014 Walter Witke Institut für Genetik The main interest in our group is to understand the role of the actin cytoskeleton and cell motility in mouse morphogenesis and tissue physiology. We employ the mouse as a genetic model system to specifically manipulate cell motility in different tissues and cell types. We apply an interdisciplinary approach of molecular genetics, cell biology and biochemistry to understand basic questions of cytoskeletal dynamics during tissue morphogenesis and regeneration, during cell shape changes, cell polarization and cytokinesis. The relevance of cytoskeletal dynamics in physiological processes such as neuronal transmission, local immune responses and metastasis is indisputable, however the control mechanisms and the links of cytoskeletal dynamics to physiological readout are poorly understood. Our work has therefore centered around several families of regulatory molecules and complexes, which control the actin cytoskeleton and cell migration. Among these key regulators are the actin binding proteins of the Profilin and Cofilin family - each are represented in mouse and human by a family of genes. Profilin has activities that can stimulate actin polymerization, while cofilin can sever and depolymerize existing actin filaments. A third group of proteins, the so-called ‘actin nucleator complexes’ represent signaling platforms, which promote the polymerization and remodeling of actin filaments in cells. The pentameric actin nucleating WAVE-complex has recently gained much attention and our group is trying to zoom in on the role of the WAVE-complex mainly in the brain in synaptic transmission and synaptic plasticity. In the mouse we have recently discovered a central role of the Cofilin family in stem cell fate determination as well as epithelial-mesenchymal transitions (EMT). These findings have interesting implications for the control of tissue homeostasis and the requirements for cancer metastasis. In immune cells Cofilins are on one 56 Forschungsrichtungen der beteiligten Arbeitsgruppen hand indispensable for chemotaxis and antigen presentation , on the other hand they can promote the entry of HIV-virus into T-cells. Muscle weakness can be caused by numerous genetic mutations and one of these mutations leading to ‘Nemaline Myopathy’ is localized in the muscle specific cofilin gene. We have modeled the human disease in the mouse and now use this model to decipher the molecular steps that ultimately lead to the muscle defects. A better understanding of the mechanism is essential in developing strategies to ameliorate the phenotypic consequences. In the brain, cell motility is crucial for proper development as well as for normal physiology. For example, we could show that in the mouse Lissencephaly, a severe form of mental retardation, can result from mutation of cofilin. Mutation of cofilin, or profilin in postnatal brain directly affects complex behavior and synaptic plasticity such as learning and memory. Interestingly, cofilin is specifically required for associative learning but not for exploratory learning. In simple words, without cofilin we will memorize how to drive a car, but we will not be able to adjust our driving style even after receiving hundreds of speeding tickets. Mutation of Profilin leads to very different alterations of behaviour. Mutant mice have excessive release of neurotransmitter in the synapse and they show a phenotype that very much resembles the symptoms seen in autism. Current and future projects in our unit focus on mechanisms of actin dynamics in synaptic plasticity, on the polarity of stem cell division, on local immune responses and mechanisms of metastasis. Conditional mouse mutants, biochemical approaches and primary cell and organ cultures are employed to gain insights into the fascinating world of cell migration. 57 BFB Jahresbericht 2014 Andreas Zimmer Institut für Molekulare Psychiatrie Das Institut für Molekulare Psychiatrie beschäftigt sich mit der Erforschung der Ursachen von psychiatrischen Erkrankungen auf molekularer und systemischer Ebene mithilfe genetischer und pharmakologischer Tiermodelle. Im Fokus der Untersuchungen stehen dabei vor allem neuromodulatorische Systeme und ihre Bedeutung bei Sucht- und Schmerzerkrankungen sowie bei affektiven Störungen. Neuropeptide wie endogenen Opioide und Cannabinoide dienen vielen Nervenzellen als sekundäre Neurotransmitter, die die Wirkung des primären Transmitters modulieren. Das Institut hat eine Reihe genetischer Mausmodelle generiert, die diese Neuromodulatoren und ihre Rezeptoren nicht mehr produzieren können. Mittels solcher Modelle konnten wir bereits die spezifischen Funktionen von Opioiden und Cannabinoiden bei Suchterkrankungen sowie bei der Koordination von Stressreaktionen aufklären. Die Mausmodelle des Instituts haben zudem einen wichtigen Beitrag zur Aufklärung der Funktion körpereigener Cannabinoide geleistet. Im zentralen Nervensystem fungieren Endocannabinoide als retrograde Neurotransmitter und modulieren die Aktivität exzitatorischer und inhibitorischer Synapsen durch eine Feedback-Inhibition. Cannabinoide und ihre Rezeptoren sind jedoch nicht nur im Gehirn lokalisiert, sondern auch in Zellen des Immunsystems. Unser Institut untersucht daher ebenfalls die Interaktion von Nerven- und Immunzellen und die Rolle des cannabinoiden Systems bei der Regulation von Immunreaktionen und metabolischen Prozessen. Das Institut für Molekulare Psychiatrie koordiniert die DFG Forschergruppe „Physiologie und Pathophysiologie des endogenen Cannabinoidsystems“ (FOR926) und ist Mitglied des Exzellenzclusters ImmunoSensation. Des Weiteren ist das Institut an dem EU-geförderten Forschungsprojekt NeuroPain sowie an weiteren nationalen und internationalen Forschungsverbünden beteiligt. 58 BFB-Tech-Forum Jahresbericht des Bonner Forum Biomedizin Tech Treffen Workshops JobTalks Kurzmitteilungen Computer generated sketch of a light sheet fluorescence microscope. This sketch shows the complete instrument featuring two excitation and two detection cameras. The chopper wheel in the front creates an alternating illumination (green light beams) of the sample from left and right. The sample holder prevents the view onto the second illumination arm. The sample is located below the rotation stage (light blue). Graphics: Nicolai Pechstein (AG Kubitschek, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie) 59 BFB Jahresbericht 2014 BFB-Tech-Forum In regelmäßigen Abständen finden Treffen für den wissenschaftlichen Nachwuchs statt. Die Treffen richten sich an Nachwuchswissenschaftler der im BFB zusammengeschlossenen Arbeitsgruppen. Die Treffen werden jedes Mal in einem anderen Institut durchgeführt, um den Teilnehmern die Möglichkeit zu bieten, die verschiedenen Institute kennen zu lernen. Sie dienen in erster Linie dem Austausch über Techniken und Methoden. Dabei können Interessierte ihre Arbeit und das Arbeitsgebiet vorstellen, auftauchende Probleme diskutieren und mögliche zukünftige Zusammenarbeiten einleiten. Dieser Austausch soll helfen, die technischen umd methodischen Ressourcen der Gruppen effizienter zu nutzen. Nach dem wissenschaftlichen Teil gibt es im Anschluss noch die Möglichkeit, sich bei einem gemütlichen Beisammensein weiter in kleinen Gruppen auszutauschen. Im vergangenen Jahr fanden folgende Treffen statt: LIMES, Biochemistry & Cell Biology of Lipids, Donnerstag, 16.10.2014 19:00 Uhr, Seminarroom, LIMES, Carl-Troll Str. 31 · Click-Chemistry (Kristina Klizaite) · Hepatocyte Isolation and Pulse Chase Analysis (Kira Piotrowitz) · Click-Microscopy (Tina Hofmann) · Zinkfingernucleases (Klaus Wunderling) Ceasear, Donnerstag, 11.12.2014 19:00 Uhr, Medienraum caesar, Ludwig-Erhard-Allee 2 · Expression and purification of recombinant proteins ( Rebecca Brinkschulte) · Isothermal titration calorimetry and kinase activity assays ( Ann Katrin Greifenberg) · X-ray crystallography of proteins ( Kanchan Anand) Workshops An introduction to “omics” data analysis 04. März 10:00 – 18:00, BMZ Principles of mass spectrometry/ proteomics Analyzing large data sets, statistics Introduction into MaxQuant and Perseus Hands-on training on proteomics data Labstatistics 31.03. – 04.05. Labstatistics 10.06. – 13.06. Mass spectrometry based proteomics: sample preparation, acquisition of data, computer-assisted data analysis and presentation 08.10. 10.10. Principles of mass spectrometry and common instrumentation Sample preparation for MS by liquid chromatography or electrophoresis Protein identification by fingerprint and/or peptide sequencing Quantitation strategies Data analysis and presentation Labstatistics 13.10. – 17.10. 60 BFB-Tech Forum Vortragsreihe: Was kommt nach dem Abschluss – Alternativen zur Forschung Für diese Vortragsreihe laden wir bevorzugt ehemalige BFB-Mitglieder ein, die eine Stelle außerhalb der Wissenschaft gefunden haben und in diesem Rahmen darüber berichten. Sie berichten über die Gründe, die sie zu diesem Schritt bewogen haben, die Vorraussetzungen, die für die Stelle wichtig waren und den Bewerbungsablauf. Die Treffen findet donnerstags, im Hörsaal Mineralogie, Poppelsdorfer Schloss, statt. 27. November 2014 Florian Siekmann, EU Careers Ambassador Bonn Career opportunities with the European Institutions 06. November 2014 Stephan Koß, LinkedIn 09. Oktober 2014 Andreas Schmidt, CEO von Ayoxxa 25. September 2014 Dr. Katarina Timofeev, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Career Perspectives Outside Academia – Science Management at the DFG 04. September 2014 Dr. Jens Dobrindt, Hauke Engel McKinsey stellt sich vor 12. Juni 2014 Peter Kuckenberg International Sales Manager Asia Pacific/ Market Manager US MACHEREY-NAGEL GmbH 10. April 2014 Nadja Dickmann Clinical Monitor 13. März 2014 Christian Walczuch, Promega Wir müssen reden! Unternehmens-und Wissenschaftskommunikation 61 BFB Jahresbericht 2014 Kurzmitteilungen Sommerfest Das Sommerfest fand am 04. Juli 2014 im Casino des Life & Brain Gebäudes statt. Austausch von Material und Methoden Als erfolgreiches Mittel für den schnellen Transfer von Know-how zwischen den Arbeitsgruppen hat sich ein elektronisches Verteilersystem etabliert, in dem Anfragen zu Materialien oder Methoden einfach und schnell an alle Mitarbeiter des BFB weitergeleitet werden können. Diese Möglichkeit der schnellen Hilfe und des technischen Austauschs wird mittlerweile auch von Gruppierungen außerhalb des BFB genutzt. Herausgabe einer Veranstaltungsübersicht Das Bonner Forum Biomedizin gibt wöchentlich eine Veranstaltungsliste heraus mit Seminaren und Veranstaltungen der Medizinischen und der MathematischNaturwissenschaftlichen Fakultät. Um dieses zu unterstützen, bitten wir, alle Termine bis spätestens eine Woche vor der Veranstaltung an das BFB weiterzuleiten ([email protected]). 62 BFB-Tech Forum BFB Soccer and Beachvolleyball Tournament Am 04. Juli fand auf dem Gelände des Unisport, Nachtigallenweg 86 ein Fußball und Volleyballturnierstatt. Abschlüsse 2014 Dr. rer. nat. Marianne Eisenhardt Promotion mit dem Thema: Charakterisierung von Subpopulationen Natürlicher Killer-Zellen bei der Hepatitis C Virus-Infektion Habilitationen: Dagmar Wachten, December 2014 in Molecular Biomedicine Winfried Barchet erhielt die DZIF-Professur für Translationale Immunologie 63 BFB Jahresbericht 2014 64 Jahrestreffen Jahresbericht des Bonner Forum Biomedizin Jahrestreffen Computer graphics of a scanned light sheet fluorescence microscope featuring two excitation and one detection beam path. The chopper wheel is used to create an alternating illumination (green light beams) of the sample from left and right. The sample holder prevents the view onto the second illumination arm. The sample is located below the rotation stage (light blue). Graphics: Nicolai Pechstein (AG Kubitschek, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie) 65 BFB Jahresbericht 2014 BFB-Jahrestreffen 13:00 13:50 14:00 - 13:50 14:00 14:30 14:30 - 15:00 15:00 - 15:15 15:15 15:30 18:00 19:00 15:30 - 18:00 - 20:00 20:00 15:45 9:30 16:15 - 16:15 10:00 16:30 10:00 10:15 10:15 10:30 10:30 10:45 10:45 13:00 14:00 - 13:00 14:00 14:45 14:45 - 15:00 Thursday, February 06 2014 Arrival; Arranging of the Posters Introduction to the Meeting Gerhard von der Emde, Institut für Zoologie Remote object sensing and cognition in weakly electric fish and zebrafish Heinz Beck. Experimental Epileptology and Cognition Research Dendritic integration modes in hippocampal neurons Heinz Beck Introduction of the SFB 1089 Natalie Haas, Department of Developmental Pathology Mechanisms underlying KIT-D816V induced myeloproliferative disease of the erythroid compartment in mice Short presentation of Posters, even numbers, 1. Session Dinner Guest Speaker Itai Bab, Bone Laboratory, Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem, Israel The brain-bone connection. Versammlung Nachwuchsvertreter Seminarraum Friday, February 07 2014 Coffee GBM Masterpreis Martina van Uelft, Molecular Genetics, LIMES Peter Bedner The Hox domain ceramidecoupling synthasein 2development affects the enzymatic Role of glial gap ofjunctional and proactivity of epilepsy gression Olga Brandstätter, Immunology and Environment, LIMES The Arylhydrocarbon Receptor Repressor (AhRR) – a regulator of the intestinal immune system Christine Gurniak, Institute of Genetics Specific functions of mouse Cofilin2 in sarcomeric actin exchange and muscle maintenance Jörg Ruschel, DZNE Systemic Administration of Epothilone B Promotes Axon Regeneration and Functional Recovery after Spinal Cord Injury Short presentation of Posters uneven numbers, 2. Session Lunch Alumnivortrag Julia von Maltzahn, Leibniz Institute for Age Research, Fritz Lipmann Institute, Jena Non-canonical Wnt signaling in skeletal musclescale prediction and testing of drug activity on side-effect targets Update on activities of the BFB-Tech Forum 66 Jahrestreffen 15:00 15:30 - 15:30 15:45 15:45 - 16:00 16:00 - 16:45 16:45 - 17:00 Coffee Christian Schiffer, caesar Direct action of endocrine disrupting chemicals on human sperm Thomas Zillinger, Institute of clinical Chemistry and clinical Pharmacology Structure-Function Analysis of STING Activation by c[G(2',5')pA(3',5')p] and Targeting by Antiviral DMXAA BFB Thesis Award Indra Lübkemeier, LIMES Institute, Division of Molecular Genetics Cardiac and renal dysfunctions caused by targeted Connexin40 and Connexin43 mutations in transgenic mice Announcement of Poster Prize winners and short presentation winner End of the Meeting KURZBERICHT Das 17. Semester-Meeting des Bonner Forum Biomedizin fand der Sportschule in Hennef statt. Im Zentrum stand die Poster-Session, auf der Nachwuchs-Gruppen des Bonner Forum Biomedizin den Stand von Teilprojekten darstellten, die durch eine Anschubfinanzierung gefördert werden. Insgesamt wurden 74 Poster vorgestellt, von denen 6 prämiert wurden. GASTSPRECHER Itai Bab Bone Laboratory, Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem, Israel The brain-bone connection Alumni Sprecher Julia von Maltzahn, Leibniz Institute for Age Research, Fritz Lipmann Institute, Jena Non-canonical Wnt signaling in skeletal musclescale prediction and testing of drug activity on side-effect targets 67 BFB Jahresbericht 2014 Am zweiten Tag des Semester-Meetings wurden die Poster von den Teilnehmern und den Gastsprechern evaluiert. Die sechs besten Poster wurden mit je 500 € prämiert. Zusätzlich wurde der beste Kurzvortrag ebenfalls mit 500 € ausgezeichnet. Zwei neue Mitglieder stellten sich vor: Gerhard von der Emde, Institut für Zoologie Remote object sensing and cognition in weakly electric fish and zebrafish Heinz Beck. Experimental Epileptology and Cognition Research Dendritic integration modes in hippocampal neurons Preisträger BFB-Promotionspreis Indra Lübkemeier, LIMES Institute, Division of Molecular Genetics Cardiac and renal dysfunctions caused by targeted Connexin40 and Connexin43 mutations in transgenic mice 68 Jahrestreffen BFB Vortragspreis Christian Schiffer Direct action of endocrine disrupting chemicals on human sperm Posterpreis Tobias Bald Ultraviolet radiation-induced neutrophilic inflammation promotes angiotropism and metastasis in melanoma Natalie Haas Investigating the molecular mechanisms underlying KIT-D816V mediated myeloproliferative expansion of the fetal and adult erythroid compartment Selina Jansky C-Kit activating mutation D816V leads to impaired placental development, including loss of junctional zone and labyrinth Sibylle Mitschka Trim71 regulates differentiation and suppresses let-7 maturation in mES cells Thomas Quast Salt-Dependent Chemotaxis of Macrophages Sophie Schonauer Investigating the cross-talk between GBA1 and GBA2 in Gaucher disease 69 BFB Jahresbericht 2014 70 Publikationen Jahresbericht des Bonner Forum Biomedizin Publikationen Vorstand Nachwuchsvertreter Mitglieder Abb. Mechanismus der Dejodase. Aus Schweizer et al, PNAS 2014. 71 BFB Jahresbericht 2014 Publikationen 1. Ablasser, A., I. Hemmerling, J. L. Schmid-Burgk, R. Behrendt, A. Roers and V. Hornung. TREX1 deficiency triggers cell-autonomous immunity in a cGAS-dependent manner J Immunol, 2014; 192: 5993-5997. 2. Allam JP, Wuestenberg E, Wolf H, Klimek L, Decot E, Horn A, Schnitker J, Bieber T, Novak N. Immunologic response and safety in birch pollen sublingual versus oral vestibule immunotherapy: a pilot study. J Allergy Clin Immunol. 2014, 133(6), 1757-9. 3. Allam JP, Novak N. Immunological mechanisms of sublingual immunotherapy. Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2014, 14(6): 564-9. 4. S. Anders, D. Minge, S. Griemsmann, M. K. Herde, C. Steinhäuser, C. Henneberger (2014) Spatial properties of astrocyte gap junction coupling in the rat hippocampus. Phil. Trans. R. Soc. B 369(1654):20130600. 5. Avaliani, N., S Rensen, A.T., Ledri, M., Bengzon, J., Koch, P., Brüstle, O., Deisseroth, K., Andersson, M., Kokaia, M. (2014). Optogenetics reveal delayed afferent synaptogenesis on grafted human induced pluripotent stem cell-derived neural progenitors. Stem Cells 32(12):3088-3098. doi: 10.1002/stem.1823. 6. Baden T, Nikolaev A, Esposti F, Dreosti E, Odermatt B, Lagnado L. A synaptic mechanism for temporal filtering of visual signals. PLoS Biol. 12:e1001972 (2014) 7. *Bald, T., Quast, T., Landsberg, J., Rogava, M., Glodde, N., Lopez-Ramos, D., Kohlmeyer, J., Riesenberg, S., van den Boorn-Konijnenberg, D., Hömig-Hölzel, C., Reuten, R., Schadow, B., Weighardt, H., Wenzel, D., Helfrich, I., Schadendorf, D., Bloch, W., Bianchi, M.E., Lugassy, C., Barnhill, R.L., Koch, M., Fleischmann, B.K., Förster, I., Kastenmüller, W., Kolanus, W., Hölzel, M., Gaffal E. and Tüting, T. 2014. Ultraviolet-radiation-induced inflammation promotes angiotropism and metastasis in melanoma. 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Jede Arbeitsgruppe hat einen eigenen Nachwuchsvertreter, so dass Ideen und Wünsche schnell transportiert und umgesetzt werden können. Dennis de Coninck LIMES Membrane Biochemistry Nadja Kemmerling Department of Neurology, Molecular Cell Biology Sophie Schonauer Caesar, Molecular Physiology Caroline Kubaczka Tilman Schuster, Thomas Zillinger Intitute of Developmental Institute of Biochemistry Institute of clinical chemistry Pathology and molecular Biology and clinical pharmacology 82 Mitglieder Mitglieder B-IT, Dahlmannstrasse 2, 53113 Bonn Prof. Dr. Jürgen Bajorath [email protected] 2699 310 Experimental Epileptology and Cognition Research, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Heinz Beck [email protected] 6885 270 CAESAR, Structural Dynamics of Proteins, Ludwig-Erhard-Allee 2 Dr. Elmar Behrmann [email protected] 9656-268 Nikolai Krupp (Doktorand) Gayathri Jeyasankar (Doktorandin) [email protected] 9656-262 [email protected] 9656-265 INSTITUT FÜR HUMANGENETIK, BMZ, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Regina C. Betz [email protected] 287-51023 PD Dr. med. Silke Redler [email protected] 287-51018 Dr. rer. nat. Buket Basmanav [email protected] 6885-432 Dipl.-biol. Maria Wehner [email protected] 6885-432 Sabrina Wolf, MTLA [email protected] 6885-417 Aylar Tafazzoli, PhD-Studentin [email protected] 6885-417 Maria Teresa Romano, PhD- [email protected] Studentin Rima Kandil, PhD-Studentin [email protected] 6885-417 cand. med. Damian Ralser [email protected] 6885-432 cand. med. Stefan Bergner [email protected] 6885-417 6885-417 DZNE Bonn Axonal Growth and Regeneration Ludwig-Erhard-Allee 2 Prof. Dr. Frank Bradke [email protected] Dr. Stanislav Vinopal, Postdoc [email protected] Dr. Andrea Tedeschi, Postdoc [email protected] Dr. Sina Stern, Postdoc [email protected] Dr. David Elliot, Postdoc [email protected] Dr. Sebastían Dupraz, Postdoc [email protected] Dr. Charlotte Coles, Postdoc [email protected] Claudia Laskowski, PhD Student [email protected] Dr. Michele Curcio [email protected] 83 0228/43302590 0228/43302592 0228/43302639 0228/43302593 0228/43302639 0228/43302592 0228/43302591 0228/43302593 0228/43302591 BFB Jahresbericht 2014 Telma Emanuela Da Silva Santos [email protected] Liane Meyn, Technical Assistant [email protected] 0228/43302591 0228/43302591 INSTITUT FÜR REKONSTRUKTIVE NEUROBIOLOGIE, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Oliver Brüstle [email protected] Blaess, Sandra, PD Dr. [email protected] -540 Braun, Nils, cand. Med. [email protected] -533 Dobrindt, Kristina, PhD Student [email protected] -575 Doerr, Jonas, Dr. rer. nat. [email protected] -516 Fischer, Julia, PhD Student [email protected] -518 Hebisch, Matthias, PhD Student [email protected] -575 Hommerding, Oliver, cand. med. [email protected] -576 Iefremova, Vira, PhD Student [email protected] -528 Is, Özkan, PhD Student [email protected] -543 Jatho, Jasmin, PhD Student Jungverdorben, Johannes, PhD Student Kaps, Vivian, cand. med. [email protected] -520 [email protected] -575 [email protected] -546 Kesavan, Jaideep C., Postdoc Kleinsimlinghaus, Karolina, PhD Student Koch, Philipp, PD Dr. med. [email protected] -546 [email protected] -520 [email protected] -548 Kopatz, Jens, Postdoc [email protected] -543 Ladewig, Julia, Dr. rer. nat. Linnartz-Gerlach, Bettina, Postdoc Mathews, Mona, PhD Student [email protected] -547 [email protected] -543 [email protected] -545 Mathy, Rene, cand. med, Martinez Chavez, Erick, PhD Student Neumann, Harald, Prof. Dr. [email protected] -545 [email protected] -525 [email protected] -541 Peitz, Michael, Dr. rer. nat. Rauschenbach, Laurel, cand. med. Reinartz, Roman, PhD Student Ritzenhofen, Swetlana, PhD Student Schäfer, Niklas, Dr. med. [email protected] -156 [email protected] -534 [email protected] -519 [email protected] -576 [email protected] -534 Scheffler, Björn, Prof. Dr. [email protected] -473 Schmandt, Tanja, Dr. rer. nat. [email protected] -526 Schuy, Christine, PhD Student [email protected] -543 Shahraz, Anahita, PhD Student [email protected] -543 Sheng, Chao, Postdoc [email protected] -526 84 6885-500 Mitglieder Stappert, Laura, PhD Student [email protected] -533 Till, Andreas, PD Dr. rer. nat. [email protected] -519 Tolve, Marianna, PhD Student -525 Vaswani Ankita, PhD Student [email protected] -525 Weykopf, Beatrice, PhD Student [email protected] -575 Wieland, Anja, Postdoc [email protected] -534 Wiethoff, Hendrik, cand. med. [email protected] -576 LIMES-INSTITUTE , Cellular Immunology, Car-Troll-Str. 31 Prof. Dr. S. Burgdorf [email protected] 73-62825 Dr. Verena Schütte [email protected] 73-62821 Maria Embgenbroich [email protected] 73-62821 Matthias Zehner [email protected] 73-62822 Christoph Kreer [email protected] 73-62822 Institut für Virologie,Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Christian Drosten [email protected] 287-11055 Dr. Marcel Müller [email protected] 287-13187 Dipl. Biol. Klaus Grywna [email protected] 287-13064 Dr. Beate Kümmerer [email protected] 287-13068 Dr. Jan Felix Drexler [email protected] 287-11697 Dipl. Biol. Susanne Biesold [email protected] 287-13186 Institut für Zoologie, Endenicher Allee 11-13 Prof. Dr. Gerhard von der Emde [email protected] 73-5555 Dr. rer.nat. Tim Ruhl [email protected] 73-3751 Monique Amey-Özel [email protected] 73-2472 Nina Brockmann [email protected] 73-6159 Martin Gottwald [email protected] 73-5558 André Haubrich [email protected] 73-6159 Lea Hänschke [email protected] 73-6159 Julia Prume [email protected] 73-6159 Sarah Schumacher [email protected] 73-6159 Martin Worm [email protected] 73-6159 Malou Zeymer [email protected] 73-6159 LIMES Chemical Biology & Medicinal Chemistry, Gerhard-Domagk-Strasse 1 Prof. Dr. Michael Famulok [email protected] 73-1787 Anke Bill [email protected] 73-5790 85 BFB Jahresbericht 2014 Dr. Jeffrey Hannam [email protected] 73-2667 Barbara Albertoni [email protected] 73-5790 Marie-Sophie Raddatz [email protected] 73-2665 Dr. Anton Schmitz [email protected] 73-5790 Christine Wolff [email protected] 73-2707 Bernhard Wulffen [email protected] 73-5588 Institut für Physiologie I, Life & Brain Center, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Bernd Fleischmann [email protected] Ulrich Becher [email protected] Dr. rer. nat. Martin Breitbach [email protected] 6885 223 Dipl.-Biochem.Chris Fügemann [email protected] 6885 223 Dipl.-Biol. Eva Ratering [email protected] 6885 223 Dr. rer. nat. Michael Hesse [email protected] 6885 223 6885 200 LIMES Institut, Immunologie und Umwelt, Carl-Troll-Str. 31 Förster, Irmgard Didovic, Sonja [email protected] 73-62780 73-62762 Fülle, Lorenz [email protected] [email protected] Gondorf, Fabian [email protected] 73-62761 Hatzfeld, Philip [email protected] 73-62762 Jäger, Paulina [email protected] 73-62762 König, Jessica [email protected] 73-62762 Offermann, Nina nina@offermann_home.de 73-62762 Opitz, Friederike [email protected] 73-62762 Schanz, Jan Oliver [email protected] 73-62762 Schunk, Martina [email protected] 73-62762 Stuke, Christiane [email protected] 73-62789 73-62762 [email protected] Vorac, Julia (Elternzeit) [email protected] 73-62761 Weighardt, Heike [email protected] 73-62706 Zapke, Björn [email protected] 73-62762 Fülle, Lorenz [email protected] 73-62762 Hatzfeld, Philip [email protected] 73-62762 Jäger, Paulina [email protected] 73-62762 König, Jessica [email protected] 73-62762 Lindemann, Dorina [email protected] 73-62762 Opitz, Friederike [email protected] 73-62762 Schadow, Benjamin [email protected] 73-62762 86 Mitglieder Schanz, Jan Oliver [email protected] 73-62762 Schneeweis, Maria [email protected] 73-62762 Schunk, Martina [email protected] 73-62762 Seppmann, Torsten, Dr. [email protected] 73-62761 Steiner, Nancy [email protected] 73-62762 Stuke, Christiane [email protected] 73-62789 [email protected] Vorac, Julia [email protected] 73-62761 Weighardt, Heike, PD Dr. [email protected] 73-62706 Zapke, Björn [email protected] 73-62762 INSTITUT FÜR ZELLBIOLOGIE, Ulrich-Haberland-Str. 61a Prof. Dr. Dieter Fürst [email protected] 73-5301 Babette Bockmühl [email protected] 73-5471 Karin Bois [email protected] 73-5312 Julia Braune [email protected] 73-5487 Cäcilia Hennes [email protected] 73-5316 PD Dr. Gregor Kirfel [email protected] 73-5306 Ute Kukulies [email protected] 73-5312 Yvonne Leber [email protected] 73-5487 Corina Mirschkorsch [email protected] 73-5310 Sibylle Molt [email protected] 73-4704 Dr. Zacharias Orfanos [email protected] 73-4704 Irela Reza-Mazar [email protected] 73-5310 Sabine Scharfenberg [email protected] 73-5301 Beate Schröder [email protected] 73-5310 Dr. Peter van der Ven [email protected] 73-5309 Julia Schuld [email protected] 73-5312 Nathalie Thum-Schmitz 73-5471 INSTITUT FÜR BIOCHEMIE UND MOLEKULARBIOLOGIE, Nussallee 11 Prof. Dr. Volkmar Gieselmann [email protected] Dominic Winter [email protected] Melanie Thelen [email protected] Alireza Dehghani Marc Sylvester Eckhardt Dr. Matthias Matzner Dr. Ulrich Schuster Tilman [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] 87 73-2411 7081 7081 4742 4744 4735/4741 5046/2175 5045/2175 BFB Jahresbericht 2014 IMMEI, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Natalio Garbi [email protected] 11138 Institut für Angeborene Immunität, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Matthias Geyer [email protected] 9656-233 Dr. Kanchan Anand [email protected] 9656-234 Rebecca Brinkschulte [email protected] 9656-234 Robert Düster [email protected] 9656-235 Dr. David Fußhöller [email protected] 9656-236 Dr. Ann Katrin Greifenberg [email protected] 9656-236 Daniela Rheindorf [email protected] 9656-234 Dr. Sebastian Schmitt [email protected] 9656-235 Melanie Specht [email protected] 9656-242 Julian Wilke [email protected] 9656-235 INSTITUT FÜR ZELLBIOLOGIE, Ulrich-Haberland-Str. 61a Haas, Albert [email protected] Bunge, Madeleine 736340 736339 Hermsen, Christina [email protected] 735322 Krämer, Ina [email protected] 736339 Radine, Claudia [email protected] 735322 Scraba, Mirella 735322 Volk, Josef [email protected] 736339 Von Bargen, Kristine [email protected] 736339 Wohlmann, Jens [email protected] 736339 Wohlmann, Jens [email protected] 736339 ANATOMISCHES INSTITUT, Nußallee 10 Prof. Dr. Dieter Hartmann [email protected] Dr.rer.nat. L. Cornelia Andrei- [email protected] Selmer Birgit Rau [email protected] 73-7684 73-3523/-9595 73-9595 Angelika Zoons [email protected] 73-9595 Claudia Deppe [email protected] 73-9595 Institut für Klinische Biochemie und Klinische Pharmakologie, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Gunther Hartmann [email protected] 16080 Eva Bartok [email protected] 51167 88 Mitglieder Winfried Barchet [email protected] -51146 Volker Böhnert [email protected] -51153 Ann Kristin Bruder [email protected] Christoph Coch [email protected] Juliane Daßler [email protected] -14018 -51155 Christina Engel [email protected] -51155 Marion Goldeck [email protected] -51157 Christian Hagen [email protected] Anna-Maria Herzner [email protected] -51157 Hariklia Kazila [email protected] -51150 Silke Lambing [email protected] Janos Ludwig [email protected] -12103 Christina Mertens [email protected] -51153 Patrick Müller [email protected] Bastian Putschli [email protected] Soheila Riemann [email protected] Martin Schlee [email protected] Sven Schmitt [email protected] -51148 -51150 Jasper v.d. Boorn [email protected] -51143 Thomas Zillinger [email protected] -51150 51153 -51155 -51153 DZNE, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Michael T. Heneka 13091 [email protected] IZN, Sigmund-Freud-Str. 25 Christian Henneberger [email protected] -16304 Anne Boehlen [email protected] -15969 Björn Breithausen [email protected] -11821 Claire King [email protected] -19448 Daniel Minge [email protected] -14570 Eva-Maria Schönhense [email protected] -14570 Kirsten Bohmbach [email protected] -14570 Michel Herde [email protected] -14570 Stefanie Anders [email protected] -14570 INSTITUT FÜR ZELLBIOLOGIE, Ulrich-Haberland-Str. 61a Prof. Dr. V. Herzog [email protected] 89 73-5301 BFB Jahresbericht 2014 LIMES-INSTITUTE , Molecular Developmental Biology, Carl-Troll-Str. 31 Prof. Dr. M. Hoch [email protected] Anna Aschenbrenner [email protected] PD Dr. Reinhard Bauer [email protected] 73-62744 Dr. Matthias Behr [email protected] 73-62714 Dr. Susanne Berger [email protected] 73-62714 Dr. Pilar Carrera [email protected] 73-62709 Mirco Brondolin [email protected] 73-62714 Dr. Bernhard Fuss [email protected] 73-62745 Dominic Gosejacob [email protected] 73-62713 Dr. Ines Hahn [email protected] 73-62713 Anna-Lena Klemm [email protected] 73-62714 Gerrit Loch [email protected] 73-62711 Elvira Mass [email protected] 73-62765 Dr. Julia Sellin [email protected] 73-62708 Almut Steinhagen [email protected] 73-62711 Andre Völzmann [email protected] 73-62713 73-62736 INSTITUT FÜR ZELLBIOLOGIE, Ulrich-Haberland-Str. 61a Prof. Dr. Jörg Höhfeld [email protected] 73-5308 Karen Himmelberg [email protected] 73-5303 Dipl.-Biol. Riga Tawo [email protected] 73-5322 Dipl.-Biol. Claudia Zeidler Dipl. Biol. Barbara Leciejewski [email protected] 73-5322 Dipl.-Biol. Jan Daerr [email protected] [email protected] 73-5322 Annemarie Vogel [email protected] 73-5322 INSTITUT FÜR KLIN. CHEMIE UND KLIN. PHARMAKOLOGIE, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Michael Hölzel [email protected] 287-12170 v.d. Boorn-Konijnenberg, Debby [email protected] 287-12183 Groetchen, Angela [email protected] 287-12183 Hömig-Hölzel, Cornelia, Dr. [email protected] 287-12183 Reinhardt, Julia [email protected] 287-12183 Riesenberg, Stefanie [email protected] 287-12183 Smorra, Denise [email protected] 287-12183 Strube, Ulrike [email protected] 287-12183 [email protected] 287-51200 IMM , Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. V. Hornung 90 Mitglieder Anke Lonzer [email protected] 287-51200 Dr. Lars Eichhorn [email protected] 287-14114 [email protected] 287-51200 zusammen mit der Anästhesie Dr. Franz Bauernfeind zusammen mit der Inneren Medizin III Dr. Grethe Brügmann [email protected] 287-51206 zusammen mit der Inneren Medizin III Dr. Arun Mankan [email protected] 287-51208 Dr. Sarah Kim [email protected] 287-51019 Dr. Sandra Pütz [email protected] 287-51202 Christopher Jakobs [email protected] 287-51208 Maria Khaminets [email protected] 287-51206 Jonathan Schmid-Burgk [email protected] 287-51210 Tobias Schmidt [email protected] 287-51210 Thomas Ebert [email protected] 287-51208 Moritz Gaidt [email protected] 287-51210 Klara Höning [email protected] 287-51210 Dhruv Chauhan [email protected] 287-51210 Vera Kaiser [email protected] 287-51206 Sven Niepmann [email protected] 287-51206 Maximilian Rothe [email protected] 287-51208 Christina Wallerath [email protected] 287-51210 Sarah Zuber [email protected] 287-51218 Christina Metzger [email protected] 287-51218 zusammen mit der Humangenetik KLINIK FÜR ALLGEMEIN-, VISZERAL-, THORAX- UND GEFÄSSCHIRURGIE Prof. Dr. med. Jörg C. Kalff [email protected] 287-15064 PD Dr. rer. nat. Sven Wehner [email protected] 287-11007 Dr. rer. nat. Jeanette Bierwolf [email protected] 287-15152 Dr. med. Philipp Lingohr [email protected] 287-15109 Dr. med. Azin Jafari [email protected] 287-13672 Dr. med. Tim Vilz [email protected] 287-15109 Dr. med. Gun-Soo Hong [email protected] 287-13672 Dr. med. Nils Konienczny Dr. Constanza Pagouras [email protected] 287-15109 28716837 Kathy Stein [email protected] [email protected] Mariola Lysson [email protected] 287-16837 Bianca Schneiker [email protected] 287-16837 91 287-13672 BFB Jahresbericht 2014 Anna Ruedeloff 287-16837 Tolga Tonguc 287-16837 Anna Miesen 287-16837 Institut für Genetik, Endenicher Allee 11-13 Norbert Koch [email protected] Sebastian Temme [email protected] 734158 Nadine Kämper [email protected] 73-4158 Angelika König [email protected] 734338 Sandra Herzog [email protected] 734338 Axel Stein [email protected] 734338 [email protected] 28711040 IMMEI, Sigmung-Freud-Str. 25 Wofgang Kastenmüller LIMES Institut, Molekulare Immunologie, Carl-Troll-Str. 31 Goller, Tobias [email protected] 73-62783 Hippe, Diana [email protected] 73-62785 Gast, Esther 73-62656 Eppler, Felix [email protected] 73 62810 Jux, Bettina [email protected] 73 62788 Grell, Jessica [email protected] 73-62784 Hendrikx, Marie 73-62789 Heße, Katrin [email protected], 73-62788 Kolanus, Johanna [email protected] 73-62808 Kolanus, Waldemar [email protected] 73-62790 Mandel, Christa 73-2080 Mierzwa, Gertrud 73-62656 Novak, Nina [email protected] 73-62806 Quast, Thomas [email protected] 73-62781 Reichwein, Barbara [email protected] 73-62808 Schild, Cora [email protected] 73-62806 Sedlmeier, Dieter [email protected] 73-62782 Thome, Elke [email protected] 73-62810 Ueing, Helga [email protected] 73-62806 Weese, Susanne 73-62810 Schneider, Karin [email protected] 73-62810 Mitschka, Sybille [email protected] 73-62810 Rudolph, Janna [email protected] 73-62810 92 Mitglieder Institut für Pathologie, Sigmund-Freud-Str. 25 Glen Kristiansen [email protected] 287 15375 Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Wegelerstr. 12 Kubitschek, Ulrich Prof. Dr. Bongart, Beate [email protected] 3525 Firaha, Tatsiana [email protected] [email protected] Harder, Alexander [email protected] 6721 Landvogt, Lisa [email protected] 2261 Liu, Xinliang [email protected] 2261 Nietzel, Claudio [email protected] 3874 Pechstein,Nico [email protected] 2261 Scherer, Katharina Dr [email protected] 5693 Schloen, Florian [email protected] 60440 Schmitz, Karl Dr. [email protected] 2641 Siebrasse, Jan-Peter Dr. [email protected] 2311 60291 Institute for Molecular Medicine and Experimental Immunology Delforge, Lucie [email protected] 11050 Eichler, Melanie [email protected] 51725 Engel, Daniel [email protected] 51721 Franken, Lars [email protected] 11033 Gonyer, Jessica [email protected] 11019 Gotot, Janine [email protected] 11033 Gottschalk, Catherine [email protected] 11033 Hochheiser, Katharina [email protected] 11033 Kurts, Christian [email protected] 11051 Llanto, Chrystel [email protected] 11159 Ludwig-Portugall, Isis [email protected] 51720 Schiwon, Marzena [email protected] 11033 Semmling, Verena [email protected] 11033 Tittel, André [email protected] 51722 Krause, Torsten [email protected] 11474 LIMES, Membrane BIOLOGY & Biochemistry UNIT, Carl-Troll-Str. 31 Professor Dr. Thorsten Lang [email protected] Dr. Jan-Gero Schlötel [email protected] 93 73 62823 7362824 BFB Jahresbericht 2014 Dr. Thomas Schmidt [email protected] Elisa Merklinger [email protected] 73 62624 Helena Batoulis [email protected] 73 62626 Yahya Homsi [email protected] 73 62626 Dennis de Coninck [email protected] 73 62827 Pascal Weber [email protected] 73 62626 7362827 INSTITUTE OF INNATE IMMUNITY, BMZ, Sigmund-Freud-Str. 25 Professor Dr. Eicke Latz [email protected] 287 51239 Andrea Stutz [email protected] 287 51227 Karin Pelka [email protected] 287 51227 Alena Grebe [email protected] LIMES, Chemical Biology & Medicinal Chemistry, Gerhard-Domagk-Strasse 1 Prof. Dr. Günter Mayer [email protected] 73-4808 Nicole Florin [email protected] 73-2088 Silvana Albers [email protected] 73-2088 Sabine Lennarz [email protected] 73-2088 Christina Lünse [email protected] 73-5588 Björn Niebel [email protected] 73-2707 Monika Pofahl [email protected] 73-2088 Falk Rohrbach [email protected] 73-5588 Fabian Tolle [email protected] 73-2088 Pharmazeutisches Institut, pharmazeutische Chemie I, An der Immenburg 4 Prof. Dr. Christa E. Müller [email protected] 73-2301 Priv.-Doz. Dr. Anke C. Schiedel [email protected] 73-2697 Dr. Younis Baqi [email protected] 73-2360 Dominik Thimm [email protected] 73-6457 Dr. Miriam Schlenk [email protected] 73-6404 Mario Funke [email protected] 73-2480 Sabrina Gollos [email protected] 73-2564 Department of Genomis, Life & Brain, Sigmund-Freud-Straße 25 Prof. Dr. med. Markus Nöthen [email protected] Dr. rer. nat. Felix Brockschmidt [email protected] PD Dr. rer. nat. Sven Cichon [email protected] Al Chawa, Taofik [email protected] 94 Mitglieder Dipl. Biol. Lutz Priebe [email protected] Dr. rer nat. Britta Haenisch [email protected] Ruth Herberz [email protected] Buket Basmanav [email protected] Franziska Degenhardt [email protected] Markus Draaken [email protected] Dr. rer.-nat Christiane Stieber [email protected] Dr. rer. nat. Michael Alexander [email protected] Dipl.-Biol Jessica Becker [email protected] Manuel Mattheisen [email protected] Stefanie Heilmann [email protected] Dr. rer. nat. Per Hoffmann [email protected] Dipl.-Biol. Stefan Herms [email protected] Dr. rer. nat. Anna Karpushova [email protected] Dipl.-Biotech. Kerstin Ludwig [email protected] Dr. rer. nat. Thomas Mühleisen [email protected] Dipl.-Biol. Catalina Vasilescu [email protected] Klinik und Poliklinik für Dermatologie und Allergologie, Sigmund-Freud-Straße 25 Prof. Dr. med. Natalija Novak [email protected] 287-15370 PD Dr. med. Jean-Pierre Allam [email protected] 287-15370 Dr. rer nat Beatriz Cabanillas [email protected] 287-13117 Yvonne Eilert [email protected] 281-14420 Dr. med. Laura Maintz [email protected] 287-15370 Eva-Maria Oesau [email protected] 287- 15825 Dr. rer.nat. Wenming Peng [email protected] 287-14420 Dr. rer.nat. Chunfeng Yu [email protected] 287-15825 LIMES Institut Entwicklungsbiologie und Genetik, Carl-Troll-Str. 31 Prof. Dr. Michael Pankratz [email protected] 73-60116 Marc Peters [email protected] 73 62758 Ingo Zinke [email protected] 73 62750 Institut FÜR PATHOLOGIE, Sigmund-Freud-Straße 25 Sven Perner sven.perner1972 (at) gmail.com Silke Perner officeperner (at) googlemail.com 0151-58233 448 287 51 982 Nuray Bostan officeperner (at) googlemail.com 287 51 982 Wenzel Vogel wenzelvogel (at) googlemail.com 287 51 750 Diana Böhm dianaboehm01 (at) googlemail.com 287 51 751 95 BFB Jahresbericht 2014 Michael Nowak nowakm (at) uni-bonn.de 287 51 981 Angela Queisser queisserangela (at) googlemail.com 287 51 981 Zaki Shaikhibrahim zaki.shaikhibrahim (at) uni-bonn.de 287 51 981 Silke van Dyck silkevandyck (at) web.de 287 51 751 Anne V. Mäßenhausen Roopika Menon 287 51 981 [email protected] mroopika (at) gmail.com 287 51 496 Martin Braun martin.braun85 (at) googlemail.com 287 51 981 Institute of Pharmacology and Toxicology, BMZ, Sigmung-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Alexander Pfeifer [email protected] 287 - 51300 Yong Chen [email protected] 287 - 51256 Aileen Balkow [email protected] 287 – 51253 Dr. Michael Dreiseidler [email protected] 287 – 51258 Jennifer Etzrodt [email protected] 287 - 51250 Anja Glöde [email protected] 287 - 51255 Dr. Thorsten Gnad [email protected] 287 - 51320 Dr. Linda Sarah Hoffmann [email protected] 287 - 51649 Dr. Ana Kilić [email protected] 287 - 51264 Dr. Didier Lochmatter [email protected] 287 – 51260 Dr. Andrea Rückle [email protected] 6885 - 378 Abhishek Sanyal [email protected] 287 - 51250 Dr. Katrin Zimmermann [email protected] 6885 - 374 LIMES, Membrane Biology and Lipid Biochemistry, Gerhard-Domagk-Str. 1 Prof. Dr. K. Sandhoff [email protected] 73-5346 Dr. Misbaudeen Abdul-Hammed [email protected] 73-2359 Dr. Susi Anheuser [email protected] 73-2701 Dr. Bernadette Breiden [email protected] 73-2701 Dr. Heike Schulze [email protected] 73-2701 Dr. Günter Schwarzmann [email protected] 73-2704 Dipl.-Chem. Martin Gantner [email protected] 73-5696 Dipl.-Chem. Kerstin Ross [email protected] 73-2359 ZENTRUM FÜR INNERE MEDIZIN, BMZ, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. med. Chr. P. Strassburg Prof. Dr. med. Ulrich Spengler [email protected] [email protected] 287-15255/15216 287-16789 Prof. Dr. med. Jacob Nattermann [email protected] 287-51416 Prof. Dr. med. Jürgen Rockstroh [email protected] 287-16558 Eva-Maria Althausen [email protected] 287-51411 96 Mitglieder Silke Bellinghausen [email protected] 287-14315 Ingrid Braunschweiger [email protected] 287-51417 Claudia Finnemann [email protected] 287-51417 Dr. rer. nat. Andreas Glässner [email protected] 287-51415 Dr. med. Maria GonzalezCarmona Jan Görtzen [email protected] 287-15213 Dr. med. Felix Göser [email protected] 287-15507 287-51417 Gudrun Hack [email protected] [email protected] Christian Jansen [email protected] 287-15507 Dr. med. Dominik J. Kaczmarek [email protected] 287-51416 Dr. rer. nat. Sandra Kalthoff [email protected] 287-19801 Bsc. Pavlos Kokordelis [email protected] 287-51415 Dr. rer. nat. Benjamin Krämer [email protected] 287-51415 M.Sci. Steffen Landerer [email protected] 287-15213 PD Dr. rer. nat. Bettina Langhans [email protected] 287-51416 Carolin Luda [email protected] 287-51408 Dr. med. Philipp Lutz [email protected] 287-15507 Dr. rer. nat. Hans Dieter Nischalke PD Dr. rer. nat. Esther Raskopf [email protected] 287-51416 [email protected] 287-51418 Julia Reich [email protected] 287-15213 Winfried Reuel 287-14315 287-14315 Dipl. Biol Robert Schierwagen [email protected] 287-14611 Dr. med. C. Schwarze-Zander 287-16558 Dipl. Biol. Jennifer Söhne [email protected] [email protected] PD Dr. med. J. Trebicka [email protected] 287-16375 Frank Erhard Uschner [email protected] 287-19166 Dipl. Biol. Annabelle Vogt [email protected] 287-51413 Dr. rer. nat. Anja Winkler [email protected] 287-19802 Dipl.-Mol.Biomed. Franziska Wol- [email protected] ter Claudia Finnemann [email protected] 287-51417 287-51415 287-51417 Institut für Anatomie & Zellbiologie, Nussallee 10 Prof. Dr. Karl Schilling Prof. Dr. Stephan L. Baader Prof Dr. Benjamin Odermatt Bönisch, Carina, Doktorandin Christ, Andrea Dr. rer. nat. Eiberger, Britta [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] 97 73-2602 73-2604 73-9021 73-7691 73-9388 73-3264 BFB Jahresbericht 2014 Kleinert, Henning, Doktorand Langmann, Helma Dr. rer.nat Liu, Changsheng Molly-Klumbies, Sabine Nagarajan, Buvi, Doktorandin Ramrath, Stefanie Richter, Franziska, Doktorandin Riedel, Yvonne, Doktorandin Schliwa, Stefanie, Dr. med. Sistig, Thorsten, Doktorand Dr. Toledo, Andrea Van Rienen, Antonia, Doktorandin Yilmaz, Öznur [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] 73-6116 73-9388 73-6615 73-6116 / 6112 73-9033 73-3558 73-6115 73-6116 / 6112 73-9752 73-7691 73-3558 73-6115 [email protected] [email protected] 73-6116 Institut für Neuropathologie, Sigmund-Freud-Str. 25 28719109 Dr. rer.nat. Susanne Schoch [email protected] Dr. Ana-Maria Oprisoreanu [email protected] 287-11929 Dr. Katrin Michel [email protected] 287-19027 Polina Gulakova [email protected] 287-19357 J. Alexander Müller [email protected] 287-19128 Ileana Christea [email protected] 287-19357 Christine Rummel [email protected] 287-19357 Lioba Dammer [email protected] 287-16399 Sabine Opitz [email protected] 287-16399 INSTITUT FÜR PATHOLOGIE, Abteilung für Entwicklungspathologie,Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Hubert Schorle [email protected] 287-16342 Natalie Haas [email protected] 28711222 Caroline Kubaczka [email protected] 287-11223 Dr. Daniel Nettersheim [email protected] 287-11223 Simon Schneider [email protected] 287-11223 Neha Sharma [email protected] 287- 11222 Sina Jostes [email protected] 287-11223 LIMES Molecular Immune & Cell Biology, Carl-Troll-Str. 31 Prof. Dr. Joachim L. Schultze [email protected] 98 73-62786 Mitglieder Beyer, Marc [email protected] 73-62792 Bohmann, Laura [email protected] 73-62793 Draffehn, Astrid [email protected] 73-62777 Kraut, Michael [email protected] 73-62796 Krebs, Wolfgang [email protected] 73-62794 Mai, Maren [email protected] 73-62793 Mallmann, Michael [email protected] 73-62738 Meyer, Elke [email protected] 73-62787 Nino-Castro, Andrea [email protected] 73-62796 Quester, Inga [email protected] 73-62793 Sander, Jil [email protected] 73-62738 Schmidt, Susanne [email protected] 73-62791 Sommer, Daniel [email protected] 73-62793 Staratschek, Andrea [email protected] 73-62779 Thabet, Yasser [email protected] Theis, Heidi [email protected] 73-62793 Ulas, Thomas [email protected] 73-62777 Xing, Qian [email protected] 73-62794 Xue, Jia [email protected] 73-62777 Institut für Biochemie und Molekularbiologie, Nussallee 11 Ulrich Schweizer, Prof. Dr. [email protected] 4444 Doreen Braun, Dr. [email protected] 3349 Noelia Fradejas-Villar, Dr. [email protected] 3349 Rexhep Rexhepaj, Dr. [email protected] 3349 Sandra Seeher, PhD student [email protected] 3349 Yassin Mahdi, PhD student [email protected] 4700 Dorothea Bayer, PhD student [email protected] 4700 Simone Arndt [email protected] 4700 Tobias Lindenberg [email protected] 4700 Uschi Reuter [email protected] 4700 Institut für Physiologie II, Nussallee 11 Valentin Stein, Prof. Dr. [email protected] 157 Marina DiDomenico [email protected] 175 Michael Döngi, Dr. [email protected] 166 Ulf Einsfelder [email protected] 175 Dort Glass [email protected] 131 Nils Körber [email protected] 155 99 BFB Jahresbericht 2014 Institut für Zelluläre Neurowissenschaften, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Christian Steinhäuser [email protected] 287-14669 PD Dr. Ronald Jabs [email protected] 287 11823 PD Dr. Gerald Seifert [email protected] 287 19781 Dr. Peter Bedner [email protected] 287 13140 CAESAR, Department of Molecular Sensory Systems, Ludwig-Erhard-Allee 2 Dr. Timo Strünker Dr. Christoph Brenker Dr. Astrid Müller David Fußhöller Christian Schiffer [email protected] [email protected] [email protected] david.fuß[email protected] Melanie Balbach [email protected] [email protected] Michelina Kierzek [email protected] Dmitry Fridman [email protected] 9656-162 0251-83-58240 9656-239 9656-261 9656-328 9656-230 9656-239 9656-409 LIMES Institut BIOCHEMIE UND ZELLBIOLOGIE VON LIPIDEN, Carl-Troll-Str. 31 Prof. Dr. Christoph Thiele [email protected] 73-62817 Dr. Lars Kürschner [email protected] 73-62816 Dr. Johanna Spandl [email protected] 73-62819 Dr. Anke Penno [email protected] 73-62816 Kristina Hofmann [email protected] 73-62816 [email protected] 73-62816 [email protected] 73-62820 [email protected] 72-62820 [email protected] 73-62820 Kira Piotrowitz Anne Gäbler Kristina Klizaite Klaus Wunderling EXPERIMENTELLE DERMATOLOGIE, KLINIK UND POLIKLINIK FÜR DERMATOLOGIE Prof. Dr. Thomas Tüting [email protected] 287-19257 Prof. Dr. Jörg Wenzel [email protected] 287-16969 Dr. Evelyn Gaffal [email protected] 287-16701 Dr. Jenny Landsberg [email protected] 287-16701 Dr. Judith Kohlmeyer [email protected] 287-16701 Dr. Mira Jakobs [email protected] 287-16701 Tobias Bald [email protected] 287-19747 Andreas Braun [email protected] 287-14481 Nicole Glodde [email protected] 287-19747 Meri Rogava [email protected] 287-19747 100 Mitglieder Dorys Lopez-Ramos [email protected] 287-19747 Naveen Shridhar [email protected] 287-19747 Miriam Mengoni [email protected] 287-14481 Sabine Schmitt [email protected] 287-19747 Sandra Bald [email protected] 287-16701 Felix Tuchmann [email protected] 287-19747 Sonja Sternberg [email protected] 287-19136 CAESAR, Department of Molecular Sensory Systems, Ludwig-Erhard-Allee 2 Dr. Dagmar Wachten Dr. Diana Raju Dr. Vera Jansen Sophie Schonauer Hussein Hamzeh Marina Woeste Jens-Henning Krause Melanie Balbach Marco Dombrowski Melanie Krause [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] 9656-311 9656-295 9656-206 9656-293 9656-322 9656-229 9656-257 9656-230 [email protected] [email protected] LIMES INSTITUT MOLEKULARE GENETIK, Carl-Troll-Str. 31 Prof. Dr. Klaus Willecke [email protected] 73-62743 Bickert, Andreas, Ph.D. student [email protected] 73-62765/6 Kremser, Christiane, Ph.D. student Van Uelft, Martina, Ph.D. student [email protected] 73-62765/6 [email protected] 73-62765/6 INSTITUT FÜR GENETIK, Karlrobert-Kreiten-Str. 13 Prof. Dr. Walter Witke [email protected] 73-4211 Kathrin Bläsius [email protected] 73-4264 Dipl. Biol. Julia Hecker [email protected] 73-4264 Christian Liemersdorf [email protected] 73-4264 Dr. Pietro Pilo Boyl [email protected] 73-4451 Dipl. Biol. Nina Roy [email protected] 73-4264 Andrée Salz [email protected] 73-4264 Dr. Melanie Schütz [email protected] 73-4242 Dipl. Biol. Stefanie Stöcker [email protected] 73-4264 Dr. Gurniak-Witke, Christine [email protected] 73-4451 101 BFB Jahresbericht 2014 Institute of Molecular Psychiatry, Sigmund-Freud-Str. 25 Prof. Dr. Andreas Zimmer [email protected] 6885 300 Frank Ativie [email protected] 6885 339 Eva Beins [email protected] 6885 328 Dr. Andras Bilkei-Gorzó [email protected] 6885 317 Dr. Eva Drews-Uebbing [email protected] 6885 306 Aishwarya Ghule [email protected] 6885 313 Imke Jenniches [email protected] 6885 320 Ramona Lundt [email protected] 6885 313 Elisa Nent [email protected] 6885 314 Dr. Chihiro Nozaki [email protected] 6885-310 Dr. Ildikó Rácz [email protected] 6885 316 Dr. Anne Schmöle [email protected] 6885 314 Dr. Alexandra Krämer [email protected] 6885 328 102 Mitglieder Für die Unterstützung des Bonner Forum Biomedizin danken wir den folgenden Institutionen: Bundesministerium für Bildung und Forschung Ministerium für Schule, Weiterbildung, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf Lise-Meitner-Programm des Landes Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Medizinische Fakultät der Universität Bonn Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät der Universität Bonn Deutsche Forschungsgemeinschaft 103 Adresse: Dr. Kathrin Sommer Koordinatorin Bonner Forum Biomedizin c/o Institut für Pathologie Sigmund-Freud-Straße 25 53127 Bonn Tel.: Fax: ++49 228 287 11375 ++49 228 287 15030 email: [email protected] www.bfb.uni-bonn.de