Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Forschungsbericht Berichtszeitraum: 01.01.97 - 31.12.98

INTERDISZIPLINÄRE FORSCHUNGSPROJEKTE     -     Innovationskollegs

Dienstsitz:
	Kurt-Mothes-Str. 3
	06120 Halle (Saale)
Sprecher:
	Prof. Dr. Werner Roos		Tel.:	(0345) 55-2 50 11
	(FB Pharmazie)		Fax:	(0345) 55-2 70 06
			eMail:	roos@pharmazie.uni-halle.de
			Internet:	http://www.pharmazie.uni-halle.de/INK/
Laufzeit:
	01.01.1996 - 31.12.1998		(1. Förderperiode)
	01.01.1999 - 31.12.2000		(2. Förderperiode)
Beteiligte Einrichtungen:
	Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg,
	Institut für Pflanzenbiochemie Halle,
	Forschungsstelle "Enzymologie der Proteinfaltung" der Max-Planck-Gesellschaft Halle,
	Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung Gatersleben

Mit Beginn des Jahres 1996 hat an der halleschen Universität das Innovationskolleg der DFG "Zellspezialisierung: Gemeinsamkeiten und Unterschiede in Redoxkontrolle, Signaltransfer und Stressantwort bei Pflanze, Tier und Mensch" seine Arbeit aufgenommen. Die beteiligten 8 Arbeitsgruppen aus der molekularen Zellbiologie der Pflanzen und der molekularen Medizin haben sich zum Ziel gesetzt, bisher getrennt bearbeitete Gebiete der "grünen" und "roten" Biologie und Biochemie in vergleichender und interaktiver Forschungstätigkeit zusammenzuführen. Hierfür wurden zwei miteinander verknüpfte Arbeitsrichtungen gewählt: Embryogenese als Prozess der Zellspezialisierung und Redoxprozesse als Stresselemente und Signale.

Mit der Überwindung traditioneller Grenzen bei der Untersuchung pflanzlicher und menschlich/tierischer Zellen sollen neue, unkonventionelle Denkweisen und methodische Ansätze ausgelöst werden. Sowohl das Entwicklungsprogramm "Embryogenese" als auch die Strategien des Umgangs mit reaktiven Sauerstoffspezies und anderen Formen des oxidativen Stresses enthalten ein gemeinsames molekulares Erbe der tierischen und pflanzlichen Organismen. Damit bietet sich die Chance, die zwischen Mensch/Tier und Pflanze identischen, auch während der getrennt verlaufenen Evolutionsstrecke konservierten "Kernbereiche" der Zellspezialisierung und der Umweltstrategie zu identifizieren und von den tier- oder pflanzenspezifisch abgewandelten, variablen Entwicklungs- und Signalmechanismen zu trennen. Deren Stabilität und Belastbarkeit ist eine Grundlage für die Abschätzung ökologischer, therapeutischer und biotechnologischer Spielräume.

Schwerpunkte der Arbeiten im Kolleg sind:

• Charakterisierung embryospezifischer Proteine und Entwicklungsphasen mit besonderer Empfindlichkeit gegenüber oxidativem Stress,
• Veränderungen von Membranproteinen durch Lipidperoxidationsprodukte, einschließlich des Abbaus, der Neusynthese und Modifikation,
• Charakterisierung von entwicklungsbedingt exprimierten hsp-Genen und Genprodukten sowie Peptidyl-Prolyl-cis/trans Isomerasen in tierischen und pflanzlichen Embryonen, die Induktion/Aktivierung der Proteinfaltungs-Enzyme durch Hormone und oxidativen Stress und ihre regulatorischen Wirkung auf die Expression anderer Enzyme der Stressabwehr,
• die Identifizierung, Klonierung und Charakterisierung der Gene für Enzyme der Stressabwehr in Pflanzen und Analyse der Genaktivierung durch oxidativen Stress,
• die Rolle von Redoxsystemen der Plasmamembran bei der Auslösung und der Signaltransduktion zur Bildung von Metaboliten der Infektionsabwehr,
• die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies bei der Pathogenabwehr in Pflanzenzellen und Analogien zum respiratory burst der tierischen Phagozyten (u.a. NADPH-oxidase).

Die Aufgabe des Innovationskollegs an der Martin-Luther-Universität besteht vor allem darin, eine Bündelung von Forschungsaktivitäten auf den von ihm vertretenen Themengebieten der Zellspezialisierung und Redoxkontrolle zu erreichen. Damit soll ein neuer thematischer Schwerpunkt der universitären Forschung entstehen, der auch nach dem Ende der Förderperiode (maximal 5 Jahre) tragfähig ist und auf andere Forschungsaktivitäten, die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses und die Beziehungen zur Industrieforschung einwirkt.

Bereits nach kurzer Laufzeit lässt sich feststellen, dass ein erfreulicher geistig-konzeptioneller und methodischer Austausch auch zwischen bisher getrennt arbeitenden Gruppen in Gang gesetzt wurde. Weitere Gruppen haben Nachanträge gestellt. Themen des Innovationskollegs sind in verschiedene Lehrveranstaltungen sowohl der Pharmazie als auch der Biologie, Biochemie und der Medizin eingeflossen. Attraktive Vortragsveranstaltungen mit namhaften auswärtigen Wissenschaftlern haben wesentlich zur Erweiterung des Gesichtsfeldes auch der Pharmaziestudenten beigetragen.

Die Ausschreibung einer vom Kolleg getragenen C3-Professur "Molekulargenetik von Signaltransferprozessen" hat das Interesse einer großen Zahl von Bewerbern mit sehr hohem wissenschaftlichem Niveau gefunden. Inzwischen konnte die Professur mit Herrn Professor Gaestel aus dem Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin, Berlin, besetzt werden.

Neben Arbeitsgruppen aus der Universität sind Wissenschaftler aus den Blaue-Liste-Instituten in Halle und Gatersleben und dem Max-Planck-Forschungsstelle "Enzymologie der Proteinfaltung" am Innovationskolleg beteiligt. Der Fachbereich Pharmazie ist mit 2 Arbeitsgruppen vertreten:

• Interdisziplinäre Forschungsprojekte
• Forschungsbericht - Inhaltsverzeichnis