Die universelle Sprache der Bakterien

Wie kommunizieren Bakterien, um zu überleben, wie lassen sich neue medizinische Wirkstoffe noch effizienter finden und was lehrt uns die Natur über die Herstellung neuer funktioneller Materialien? Diesen und vielen anderen Fragen widmen sich die Wissenschaftler des ZIK B CUBE in Dresden seit vier Jahren. Auch 2013 sind sie wieder ein gutes Stück vorangekommen, nicht nur in der Forschung.

Der Bau des neuen Forschungsgebäudes ist in diesem Jahr endgültig genehmigt und bereits detailliert geplant worden. Spätestens 2017 soll der Einzug stattfinden. Mehr Platz wird dringend benötigt, denn inzwischen sind vier Gruppen am B CUBE etabliert – zwei Professuren und zwei Juniorgruppen. Eine weitere Professur und eine dritte Nachwuchsgruppe sind geplant.

Mehr Platz für das B CUBE-Team: In das neue Forschungsgebäude wollen die Wissenschaftler spätestens 2017 einziehen.
Mehr Platz für das B CUBE-Team: In das neue Forschungsgebäude wollen die Wissenschaftler spätestens 2017 einziehen.
Außerdem sollen die beiden Juniorgruppenleiter Dr. Yixin Zhang und Dr. Michael Schlierf als W2-Professoren berufen werden.

Dafür will sich B CUBE mit den beiden Forschungszentren BIOTEC und CRTD der Technischen Universität Dresden zu einer zentralen wissenschaftlichen Einrichtung mit eigenem Berufungsrecht zusammenschließen – ein wichtiger Schritt zur langfristigen Verstetigung des ZIK und seiner Mitarbeiter.

Neben den regionalen und nationalen Kooperationen hat B CUBE seine Kontakte in alle Welt weiter ausgebaut und erstmals eine große internationale Konferenz organisiert. Mit Erfolg – die „Engineering Life“ soll von nun an alle zwei Jahre in Dresden stattfinden.
 

Von Molekülen lernen

Dass Bakterien über die DNA Informationen austauschen und dadurch ihr Überleben sichern, ist inzwischen bekannt. Allerdings geschieht das offenbar auf einer Ebene der DNA, die bisher noch nicht erforscht ist. Dr. Michael Schlierf und sein Team versuchen, diese Prozesse zu verstehen und die universelle Sprache der Bakterien zu entschlüsseln. Dafür untersuchen sie einzelne Moleküle mit selbst entwickelten Technologien.

Diese Technologie ist eine weltweit einzigartige Entwicklung der B CUBE-Forscher um Dr. Michael Schlierf: eine magnetische Pinzette, mit der einzelne Moleküle untersucht werden können.
Diese Technologie ist eine weltweit einzigartige Entwicklung der B CUBE-Forscher um Dr. Michael Schlierf: eine magnetische Pinzette, mit der einzelne Moleküle untersucht werden können.
Da die Mikroorganismen durch ihre Kommunikation Multiresistenzen übertragen, können die Ergebnisse von Schlierfs Arbeit für die medizinische Forschung von immenser Bedeutung sein.

Auch neue Medikamente sind gefragt. Um diese produzieren zu können, werden potentielle Wirkstoffe derzeit mit großem technischen Aufwand untersucht. Dr. Yixin Zhang und seine Mitarbeiter arbeiten jedoch an einer Methode, mit der viel effizienter nach neuen Wirkstoffen gesucht werden kann: durch das Erkennen chemischer Strukturen auf der Basis der DNA. Allein in einem winzigen Reagenzglas können so mehrere Milliarden verschiedener Stoffe untersucht werden, normalerweise sind es „nur“ ein paar Millionen, die gleichzeitig getestet werden.

Visionäre Projekte

Dr. Yixin Zhang und seine Gruppe arbeiten ab dem nächsten Jahr auch an einem gemeinsamen Projekt mit Ilmenauer Wissenschaftlern. Zusammen mit dem ZIK MacroNano® wollen sie mehr über die Koordination der Immunantwort des Menschen erfahren, insbesondere über das Zusammenwirken von T-Zellen und Lymphknoten. Zur Simulation dieser Vorgänge soll ein künstliches System entwickelt werden.

Von welch hoher Relevanz die Forschung am B CUBE ist, zeigt auch die Förderung einer DFG-Forschergruppe, die Prof. Nils Kröger gerade bewilligt bekommen hat. Der Biochemiker gehört seit letztem Jahr zum B CUBE-Team. Ziel seiner Arbeit ist es, Mechanismen aufzuklären, die der Nano- und Mikrostrukturierung von Kieselalgen zugrunde liegen. Die Zellwände der so genannten Diatomeen bestehen aus Siliziumdioxid, sozusagen biologischem Glas, mit erstaunlichen Nanostrukturen. Kröger und seine Mitarbeiter möchten herausfinden, wie diese Strukturen entstehen. Damit wollen sie die Grundprinzipien biologischer Mineralbildung besser verstehen.

Durch die Imitation der Algenstrukturen könnten künftig neue, funktionelle Nanomaterialien hergestellt werden, beispielsweise für Katalysatoren oder Sensoren.


Weitere Informationen zum ZIK B CUBE finden Sie hier.