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Assoziierte Forschungsgruppe "Statistische Inverse Probleme in der Biophysik"
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Die Datenanalyse biophysikalischer Experimente benötigt eigens zugeschnittene statistische Rekonstruktionstechniken, die es erlauben, biophysikalische Vorinformation und Modellbildung spezifisch zu berücksichtigen. Statistische Multiskalenanalyse ist solch ein Werkzeug, welches sich automatisch an die strukturellen Eigenschaften des zu rekonstruie-
renden Objektes, etwa eine Proteinverteilung, adaptiert. Sparseness oder Information über die Form eines Objektes sind solche strukturellen Eigenschaften.
Das Spektrum der Anwendungsmöglichkeiten ist breit. Unter anderem entwickelt die Gruppe vollständig Daten getriebene und lokal adaptive Bildrekonstruktionsmethoden in der Molekularmikroskopie und Magnetresonanz-Tomografie, effizientes Sampling in der nuklearen Magnetresonanz-Spektroskopie und neue Techniken zur Dimensionsreduktion für die Entdeckung von Funktionsmechanismen in der Proteindynamik.
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Assoziierte Forschungsgruppe "Angewandte Synthetische Biologie"
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Synthetische Biologie ist ein neues, schnell wachsendes Feld in den Biowissenschaften, das Elemente aus der Biologie und den Ingenieurwissenschaften mit dem Ziel kombiniert, Lebensformen mit neuartigen Eigenschaften zu erschaffen. Synthetische Biologen haben das Kodierungspotential von mehreren Organismen erweitert und es so ermöglicht, zusätzliche „nicht-natürliche“ Aminosäuren in Proteine einzubauen. Diese nicht-natürlichen Aminosäuren haben einzigartige chemische oder biophysikalische Eigenschaften oder tragen natürlich vorkommende (post-translationale) Modifikationen und stellen somit ein faszinierendes neues Werkzeug zur Erforschung von zellulären Prozessen dar.
Mithilfe dieser Werkzeuge entwickeln wir neue Strategien zum Einbau von spektroskopischen Proben in Proteine, um damit die dynamischen Eigenschaften von Chromatin zu untersuchen. Außerdem interessieren wir uns für den Einfluss der post-translationalen Acetylierung von Lysinresten auf die Struktur und Funktion von Proteinen.
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Assoziierte Forschungsgruppe "Mitochondrien-Biogenese und Assemblierung von Membranprotein-Komplexen"
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Die Arbeitsgruppe untersucht den Mechanismus des Transportes von Proteinen über die äußere und innere Membran der Mitochondrien. Dieser Transportprozess wird von Signalen in Vorstufenproteinen, die von Membranprotein-Komplexen in der äußeren (TOM) und inneren (TIM) Membran erkannt werden, reguliert. Mithilfe genetisch zugänglicher Modelsysteme, in vitro-Import-Analysen und biochemischer Techniken untersuchen wir den signalvermittelten, vektoriellen Transfer des entfalteten Vorstufenproteins durch die Transportmaschinerien.
In der inneren Membran der Mitochondrien werden Membranprotein-Komplexe aus Proteinen assembliert, die aus dem Zytoplasma importiert oder nach mitochondrialer Translation über die innere Membran exportiert werden. Wir untersuchen, wie die Assemblierung aus diesen einzelnen Komponenten abläuft, um zu verstehen, wie Störungen des Prozesses zu schweren neuromuskulären Erkrankungen führen können. Bei unseren Analysen setzen wir verschiedene Zelllinien ein und nutzen biochemische und genetische Ansätze.
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Assoziierte Forschungsgruppe "Biogenese und Zelloberflächen-Expression von Membranproteinen"
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Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit verschiedenen Aspekten der Synthese und subzellulären Sortierung von Membranproteinen. Zum Beispiel untersuchen wir die posttranslationale Insertion von C-terminal verankerten Membranproteinen am endoplasmatischen Retikulum. Andere Projekte beleuchten die Rolle von Peptid-Sortierungssignalen bei der Reifung von Ionenkanälen und Neurotransmitter-Rezeptoren im sekretorischen Pfad.
Ein Ionenkanal, den wir intensiv untersuchen, ist der ATP-empfindliche Kaliumkanal (KATP). Dieser Ionenkanal fungiert als Biosensor und koppelt den Stoffwechselzustand von Zellen an ihre elektrische Erregbarkeit. Diese Kopplung hat eine große Bedeutung für die Insulin-Sekretion aus pankreatischen beta-Zellen. Im Gehirn und im Herzen erfüllen KATP-Kanäle weniger genau verstandene Funktionen, zu deren Aufklärung wir mit biochemischen Methoden beitragen.
Wir untersuchen die Biogenese und Zelloberflächen-Expression von Membranproteinen in genetisch zugänglichen Modellorganismen wie der Bäckerhefe oder der Maus. Neben biochemischen Ansätzen setzen wir GFP-basierte physiologische Sensoren ein, um die Konzentration von kleinen Molekülen und Ionen in Zellkompartimenten zu bestimmen. Mit diesen Methoden haben wir Zugang zur Bedeutung von Ionenkanälen und Transportern für unterschiedliche physiko-chemische Milieus in verschiedenen Zellorganellen.
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European Neuroscience Institute (ENI)
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Das European Neuroscience Institute (ENI) in Göttingen unterstützt Nachwuchswissenschaftler, die auf dem Gebiet der Neurobiologie tätig sind. Zur Zeit arbeiten drei Nachwuchsgruppen im Gebiet der Neuroendokrinologie, der Neuroplastizität und der Zellbiophysik. Das ENI wird gemeinsam von der Medizinischen Fakultät der Universität Göttingen und der Max-Planck-Gesellschaft finanziert.
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CMPB - DFG Forschungszentrum Molekularphysiologie des Gehirns
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Das Zentrum "Molekularphysiologie des Gehirns" (Center Molecular Physiology of the Brain, CMPB) ist ein DFG-Forschungszentrum. Es vereint Forschungsgruppen der Georg-August-Universität Göttingen, der Max-Planck Gesellschaft und des Deutschen Primatenzentrums, die sich mit der Erforschung der molekularphysiologischen Grundlagen der Gehirnfunktion befassen.
Ziel des CMPB ist die Aufklärung der Funktion und Fehlfunktion der molekularen Regelprozesse in Nervenzellen, um mit einem vertieften Verständnis neue Wege der Diagnose und Therapie neurologischer und psychiatrischer Krankheiten zu eröffnen.
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BCCN - Bernstein Center for Computational Neuroscience Göttingen
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Im Göttinger Bernstein Center for Computational Neuroscience (BCCN) kooperieren Arbeitsgruppen aus dem Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation, dem Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, aus drei verschiedenen Fakultäten der Universität Göttingen (Physik, Biologie und Medizin), dem Deutschen Primatenzentrum und der Forschungsabteilung der Otto Bock HealthCare GmbH in gemeinsamen Projekten zur Adaptivität des Nervensystems von der Ebene einzelner Synapsen bis hin zur Ebene kognitiver Prozesse.
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© 2012, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen |
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