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Intern
Forschung

Moleküle, Zellen und Organismen

Die Lebenswissenschaften der JMU beschäftigen sich mit der Untersuchung von Grundprozessen des Lebens auf molekularer Ebene bis hin zur Translation von Ergebnissen der Grundlagenforschung in medizinische Anwendungen. Molekulare, zelluläre und organismische Fragestellungen der Lebenswissenschaften werden – vielfach in interdisziplinären Verbünden – an der Medizinischen Fakultät und am Universitätsklinikum in Kooperationen mit WissenschaftlerInnen der Fakultät für Biologie sowie aus Bereichen der Fakultät für Chemie und Pharmazie, der Fakultät für Humanwissenschaften und der Physik verfolgt.

Die Forschungsschwerpunkte der Medizin basieren auf einer holistischen, skalenübergreifenden Perspektive und repräsentieren unterschiedliche Ebenen der Analyse von Gesundheit, Krankheit und Behandlung des Menschen. Gemeinsam ist ihnen, dass sie auf Veränderungen in den Abläufen von molekularen Prozessen fußen und das langfristige Ziel der Translation von Erkenntnissen in die klinische Anwendung verfolgen. Die im Rahmen des Strategieprozesses neu definierten Forschungsschwerpunkte adressieren unter dem Thema „Zelluläre Heterogenität“ die Frage, wie Zellen Signale aus ihrer Umwelt/Umgebung wahrnehmen und prozessieren, und analysieren molekulare Mechanismen sowie komplexe Abläufe in Zytoplasma und Zellkern. Von besonderer Bedeutung sind dabei beispielsweise die Untersuchung der Rolle von RNA-Molekülen in der Regulation zellulärer Funktionen in Zusammenarbeit mit dem Würzburger Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI), die strukturelle Analyse der an Krankheitsprozessen beteiligten Proteine sowie die hochauflösende Analyse zellulärer „Zustände“, die auch in Hinblick auf die Entwicklung personalisierter Therapien in Zukunft herausragende Bedeutung haben wird.

Im Forschungsschwerpunkt „Komplexität im Gewebe“ werden Krankheiten untersucht, die durch Störungen der Interaktion und Kommunikation im komplexen Gewebeverband entstehen, sowie neue Ansätze zu deren Heilung. Ziel dabei ist die Regeneration funktionalen Gewebes nach Schädigung oder bei degenerativen Erkrankungen. Hier bildet die Biofabrikationsforschung an der Schnittstelle zur Chemie einen besonderen Fokus.

Sowohl im Bereich der Grundlagenforschung wie bei der Patientenversorgung spielen Verfahren der künstlichen Intelligenz eine immer wichtigere Rolle, beispielsweise bei der Auswertung von Einzelzellanalysen von Gewebeproben oder von bildgebenden Verfahren.

Im Forschungsschwerpunkt „System-/Netzwerkerkrankungen“ werden Kommunikationsprozesse zwischen Organsystemen und zwischen Umwelt und Organismus erforscht, um Kausalzusammenhänge biologischer Prozesse zu identifizieren und somit ein mechanistisches Verständnis komplexer Pathophysiologievorgänge zu erlangen. Ein besonderes Augenmerk liegt im Bereich der Systemerkrankungen auf den informationsvermittelnden Prozessen, die z. B. hormonell oder im Blutkreislauf, im Immunsystem oder dem zentralen und peripheren Nervensystem ablaufen.

Die WissenschaftlerInnen der Fakultät für Biologie tragen zum Forschungsprofilbereich durch Arbeiten an wichtigen Modell-Organismen zu medizinisch relevanten Fragestellungen sowie zur Untersuchung von Fragestellungen des Tier- und Pflanzenreichs unter Einschluss ökologischer Themen bei. Im Rahmen des Forschungsschwerpunkts „Infektionsbiologie“ stehen die Interaktion von Erregern mit ihren Wirten sowie die molekularen Mechanismen der Erregerabwehr und der Immunkontrolle im Fokus. Ein besonderer Stellenwert kommt zudem der computergestützten Datenanalyse zu.

Der Forschungsschwerpunkt „Insektenforschung“ der Fakultät betrifft Modellorganismen, an denen grundlegende physiologische und neurobiologische Mechanismen aufgeklärt werden. Der Bereich „Pflanzenwissenschaften“ wiederum beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit den molekularen Mechanismen der Zell-Zell-Kommunikation, der Optogenetik sowie der Anpassung von Pflanzen an verschiedenste Lebensbedingungen. Auch hier bestehen vielfältige interdisziplinäre Kooperationsmöglichkeiten mit der Medizin. Darüber hinaus sind die Fragestellungen der Insektenforschung, wie auch der Pflanzenwissenschaften, eng mit den Forschungsthemen des Profilbereichs „Globale Herausforderungen“ verknüpft.

Sehr gute interdisziplinäre Kooperationsmöglichkeiten bestehen mit biochemisch und pharmazeutisch orientierten Forschungsarbeiten der Fakultät für Chemie und Pharmazie im Rahmen der Forschungsschwerpunkte „Molekulare Bausteine“, „Molekulare und Supramolekulare Strukturen“ und „Funktion und Material“. Hier werden – häufig in interdisziplinären Verbundprojekten – beispielsweise Fragen der RNA-Infektionsbiologie, zur Fabrikation von Biomaterialien und Biomaterial-Zell-Kombinationen sowie zur Entwicklung neuartiger Funktionswerkstoffe und Wirkstoffe für biomedizinische Anwendungen verfolgt.

Der Forschungsschwerpunkt „Bildgebende Physik“ der Fakultät für Physik und Astronomie unterstützt die lebenswissenschaftliche Forschung durch die Weiterentwicklung von bildgebenden Verfahren auf der Basis der magnetischen Kernresonanz. Das Forschungsspektrum des Schwerpunkts reicht dabei von den physikalischen Grundlagen bis zur Entwicklung verschiedener Tomographieverfahren für biomedizinische und klinische Fragestellungen.

Untersuchungen zum Forschungsschwerpunkt „Psychische Gesundheit in pädagogischen Settings“ der Humanwissenschaften sowie weitere Arbeiten des Instituts für Psychologie der Fakultät für Humanwissenschaften erfolgen im Rahmen des Deutschen Zentrums für Präventionsforschung Psychische Gesundheit (DZPP) sowie in verschiedenen Verbundverfahren. Das Zentrum arbeitet dabei an der Entwicklung, Erprobung und Evaluation insbesondere digitaler Präventionsprogramme. Durch frühzeitige Primärprävention bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen bieten sich Chancen, eine Krankheitsentstehung zu verhindern und Angststörungen und Depressionen in der Bevölkerung insgesamt zu reduzieren.