IMBA - EIN PORTRAIT SIE WOLLEN IMBA NÄHER KENNENLERNEN? IMBA ist ein junges Forschungsinstitut der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW), das Grundlagenforschung in den Bereichen der Molekularbiologie und Medizin betreibt. Es wurde 1999 gegründet und ist seit 2003 operativ tätig. Besuchen Sie unsere Webseite: de.imba.oeaw.ac.at Die Wissenschafter interessieren sich für molekulare Prozesse in Zellen und Organismen, auf der Suche nach den fundamentalen Ursachen diverser Erkrankungen. Die Erkenntnisse der Forscher am IMBA sind somit ein erster Schritt in einer langfristigen Entwicklung, an deren Ende neue Diagnose- und Therapiemöglichkeiten stehen. Unter der wissenschaftlichen Leitung des Genetikers Josef Penninger arbeiten zwölf unabhängige Gruppen an biologischen Fragestellungen aus den Themenbereichen Zellteilung, Zellbewegung, RNA-Interferenz und Epigenetik, ebenso wie in angewandten Feldern wie Krebs, Stammzellen, Osteoporose oder Infektionserkrankungen. Interessierten Erwachsenen und Schülern bietet IMBA gemeinsam mit dem Verein Open Science das öffentliche “Mit-mach” Labor „Vienna Open Lab“. Die Ausbildung und Förderung junger Nachwuchswissenschafter sind dem IMBA ebenfalls ein großes Anliegen. So gibt es etwa mit anderen Partnern am Campus Vienna Biocenter (VBC) ein gemeinsames Doktorandenprogramm. Der Campus Vienna Biocenter ist ein dynamischer Cluster aus Forschungsinstituten, Universitäten und Biotech-Unternehmen mitten in Wien. Kontaktieren Sie uns: IMBA - Institut für Molekulare Biotechnologie GmbH Dr. Bohr-Gasse 3 1030 Wien Telefon: + 43 (1) 790 44 [email protected] IMBA INSTITUT FÜR MOLEKULARE BIOTECHNOLOGIE Hier finden Sie uns: FORSCHUNG FÜR MENSCHEN. Foto: IMBA/point of view Das IMBA wird über die ÖAW aus Mitteln der Stadt Wien und des Bundesministeriums für Wissenschaft und Forschung (BMWF) finanziert. Zusätzlich akquiriert IMBA nationale und europäische Drittmittel sowie Gelder privater Förderer und Sponsoren. Derzeit sind am IMBA ca. 200 Leute aus 25 verschiedenen Ländern tätig. Mehr als 80% der Mitarbeiter arbeiten im wissenschaftlichen Bereich. „Wir wollen ungeklärte Fragen in Biologie und Medizin enträtseln. Wir interessieren uns für die grundlegenden Prozesse, die auf molekularer Ebene in Zellen ablaufen und versuchen zu verstehen, wie Krankheitsmechanismen funktionieren. Unsere Erkenntnisse sind die Basis für Fortschritte in der Medizin der Zukunft.“ Josef Penninger, wissenschaftlicher Direktor am IMBA IMBA Institute of Molecular Biotechnology of the Austrian Academy of Sciences Foto: IMBA/Michael Sazel HIGHLIGHTS AUS DER FORSCHUNG AM IMBA Wie Hormone Brustkrebs auslösen können 50 Gene gegen Erbgutparasiten Wissenschaftliche Studien zeigen, dass die Einnahme von Sexualhormonen, wie in der Pille oder einer Hormonersatztherapie für Frauen im Wechsel, die Entstehung von Brustkrebs begünstigen kann. IMBA-Direktor Josef Penninger und sein Team konnten diesen Zusammenhang aufklären: Das Protein RANKL spielt dabei die entscheidende Rolle. RANKL aktiviert die knochenabbauenden Zellen und reguliert so den Auf- und Abbau von Knochen. Wenn RANKL überaktiv ist, wird zu viel Knochenmaterial abgebaut und es kommt zu Osteoporose. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass synthetische Sexualhormone die Produktion von RANKL in Brustdrüsenzellen steigern. RANKL seinerseits regt wieder die Zellen zur übermäßigen Teilung an und blockiert gleichzeitig den natürlichen Schutzmechanismus des Körpers, entartete Zellen zu eliminieren. So kommt es zu wesentlichen Voraussetzungen für die Entstehung von Krebs. In den Geschlechtsorganen der Taufliege Drosophila melanogaster treiben es Genomparasiten (Transposons) ziemlich bunt. Sie springen im Erbgut umher und lösen gefährliche Mutationen aus. Die Fliege wehrt sich durch einen raffinierten Mechanismus, den sogenannten piRNA-Signalweg. Dieser legt die lästigen Transposons still. Über die evolutionär uralte Schutzmethode gegen Unfruchtbarkeit, die vermutlich auch für die Gesundheit des Menschen eine bedeutende Rolle spielt, waren bislang kaum Details bekannt. Julius Brennecke hat mit seinem Team rund 50 Gene identifiziert, die für den reibungslosen Ablauf des piRNA-Signalwegs entscheidend sind. Die gewonnenen Erkenntnisse sind eine wesentliche Grundlage für weitere Forschungsarbeiten. Julius Brennecke möchte diesen Ausgangspunkt nutzen, um etwa zu klären, wie und warum piRNAs von Generation zu Generation weitergegeben werden oder welchen evolutionären Nutzen die als Übeltäter bekannten Transposons haben könnten. Gehirnmodell aus der Organkultur Das menschliche Gehirn ist das komplexeste Organ, das die Natur hervorgebracht hat. Da sich die menschliche Gehirnentwicklung grundsätzlich von der in Tieren unterscheidet, ist es schwierig die Ausbildung dieses faszinierenden Organs in Tiermodellen zu untersuchen. Jürgen Knoblich und seinem Team ist es nun gelungen, die frühen Stadien der menschlichen Gehirnentwicklung in einem speziell entwickelten dreidimensionalen Organkultursystem nachzubilden. Die Erkenntnisse der Forscher liefern wichtige Einblicke in die frühe Gehirnentwicklung beim Menschen und erlauben es erstmalig, Erbkrankheiten des Gehirns an einer menschlichen Organkultur zu untersuchen. Die Nachbildung menschlicher Gehirnstrukturen in Kultursystemen könnte in Zukunft auch in der pharmazeutischen und chemischen Industrie von Bedeutung sein. So ermöglichen die Kulturen etwa die Testung von Medikamenten gegen Gehirndefekte und andere neurologische Erkrankungen und erlauben, die Auswirkungen von Chemikalien auf frühe Stadien der Gehirnentwicklung zu untersuchen. IMBA AUF EINEN BLICK > Forschungsgebiete Epigenetik Immunologie Mausgenetik RNA Interferenz, small RNAs Stammzellbiologie Strukturbiologie Zellteilung Zellpolarität und -migration Rätsel um das Gift Rizin durch neue Technologie gelöst Rizin gilt als eines der stärksten Pflanzengifte der Welt und wird als Biowaffe eingesetzt. Ulrich Elling aus der Gruppe von Josef Penninger hat ein Protein identifiziert, das für die Giftigkeit von Rizin verantwortlich ist. Möglich wurde die Entdeckung durch eine neue, bahnbrechende Methode in der Genetik, die Ulrich Elling und Josef Penninger maßgeblich mitentwickelt haben. Sie erlaubt erstmals, das komplette Säugetiergenom in einem sinnvollen Zeitrahmen auf Mutationen zu untersuchen. Bisher konzentrierte man sich bei Säugetieren, wie Mäusen, auf eine einzelne Mutation. Mit der neuen Methode können die Forscher nun Millionen Gen- Mutationen gleichzeitig in kurzer Zeit nachstellen und ihre Auswirkungen erforschen. Penningers Team arbeitet bereits an den nächsten konkreten Anwendungen: Entwicklung von Resistenzen gegen Chemotherapien und Regeneration von Nervenzellen bei einer Querschnittslähmung. Eiskalte Methoden entschlüsseln bakterielle Infektionssysteme > 12 wissenschaftliche Gruppen > Über 200 Mitarbeiter aus 25 verschiedenen Ländern > Mehr als 600 wissenschaftliche Publikationen in Top- Fachmagazinen > 12 Aktive Patente > 29, 8 Mio. Euro Forschungsbudget Beim Befall von Körperzellen injizieren Bakterien, wie etwa Salmonellen oder Yersinien (Pesterreger), spezifische Signalstoffe durch hohlnadelartige Fortsätze in die Wirtszellen. Diese Stoffe programmieren die Zellen um und können so deren Abwehr überwinden. Danach haben die Krankheitserreger leichtes Spiel. Sie können ungehindert in großer Zahl in die Zellen eindringen und Krankheiten wie Typhus, Pest oder Cholera auslösen. Auf Grundlage des Wissens um den exakten Bauplan dieser nadelartigen Strukturen, der ebenfalls am IMBA entschlüsselt wurde, haben Thomas Marlovits und sein Team nun erstmals sichtbar gemacht, wie die Giftstoffe in die Zellen eingeschleust werden. Ihre Erkenntnisse können helfen, neue Medikamente gegen bakterielle Infektionen zu entwickeln. Querschnitt Cerebrales Organoid, © IMBA/ Madeline A. Lancaster Stand 2014