GSF untersucht molekulare Mechanismen der Krankheitsentstehung

„Unser Beitrag zur Helmholtz-Initiative ist ein für die Krankheitsentwicklung hochaktuelles Thema: Störungen regulatorischer Netzwerke in zelldifferenzierenden Prozessen gelten als mögliche Ursachen für komplexe Erkrankungen“, betont Prof. Dr. Hans-Werner Mewes, Leiter des GSF-Instituts für Bioinformatik.

Experimentelle Institute der GSF und des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) werden mit einer neu gegründeten Arbeitsgruppe zur mathematischen Modellierung (Dr. Dr. Fabian Theis), Bioinformatikern und Ingenieuren der Universitäten München und Stuttgart in den nächsten Jahren grundlegende signalverarbeitende Prozesse der Stammzellentwicklung und der Neurogenese untersuchen. Aus biologischem Wissen und experimentellen Daten sollen mathematische Modelle entwickelt werden. Neben der Differenzierung von Stammzellen und der Genese neuronaler Zellen, gilt das Interesse der Wissenschaftler speziell dem Delta-Notch-Signalweg als Beispiel der Weitergabe von Information durch interzelluläre Signalverarbeitung. Er ist in der embryonalen Zelldifferenzierung von besonderer Bedeutung. Benannt wurde der Signalweg nach einem Rezeptor, dem Protein „Notch“.

„Wir wollen den bisher nur bruchstückhaft verstandenen Einfluss nicht-codierender RNAs auf die Zelldifferenzierung genauer untersuchen“, unterstreicht Mewes. Die Bedeutung des Themas wurde im letzten Jahr mit dem Medizinnobelpreis gewürdigt. „Lang­fristiges Ziel ist, die molekularen Ursachen komplexer Erkrankungen zu erforschen und neue Therapieansätze zu entwickeln“.

„Gerade durch die enge Verbindung mit den Hochschulen wird die Initiative über die Grenzen der Helmholtz-Gemein­schaft zu einer Stärkung der Systembiologie in ganz Deutschland beitragen. Langfristig sollen die Ergebnisse in Diagnose, Prävention und Therapie vieler Volkskrankheiten einfließen“, so Prof. Dr. Jürgen Mlynek, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft.

Die Systembiologie ist eine noch junge Disziplin, die versucht biologische Prozesse in ihrer Gesamtheit zu verstehen. „Auf diese Weise soll ein zusammenfassendes Bild über die Vorgänge auf allen Ebenen entstehen, vom Genom zum Proteom, von den Organellen bis zum Gesamtorganismus“, erklärt Prof. Dr. Otmar Wiestler, Helmholtz-Vizepräsident für Gesundheit und Stiftungsvorstand des DKFZ. Die Systembiologie nutze dabei vor allem mathematische Modelle und Computersimulationen für die Erfassung biologischer Prozesse.

Das Netzwerk stellt Ausbildungsmöglichkeiten für den Nachwuchs sowie Technologieplattformen für alle Partner bereit. An der von Prof. Dr. Roland Eils, Abteilungsleiter am DKFZ, geleiteten Initiative sind neben universitären und anderen Partnern folgende Helmholtz-Zentren beteiligt: Deutsches Krebsforschungszentrum, GSF – Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, Max-Delbrück-Centrum Berlin-Buch, Forschungszentrum Jülich, Forschungszentrum Karlsruhe, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung.

Die Initiative Systembiologie gehört zu den Leistungen der Helmholtz-Gemeinschaft im Rahmen des Pakts für Forschung und Innovation, um Exzellenz zu steigern und die Vernetzung mit Hochschulen auszubauen.