Bioenergetics and Metabolism

Figure: Localization pattern of mitochondrial ATP synthase in a branched mitochondrion in live HeLa cells recorded by single molecular localization microscopy
© WWU - Busch

Eine Reihe von Berufungen der letzten Jahre hat zudem zur Stärkung einer Forschungsrichtung geführt, die sich in der Definition des Fokusbereichs Bioenergetics and Metabolism widerspiegelt. Dieser Fokusbereich untersucht die Energieumwandlung und den Metabolismus der Zelle als Grundlage aller Lebensfunktionen. Im Mittelpunkt stehen die biophysikalischen, biochemischen, physiologischen und zellbiologischen Prozesse, welche die Energiesicherheit der Zelle und den Aufbau ihrer Komponenten unter verschiedensten Anforderungen garantieren. Dies umfasst Untersuchungen zur Funktion, Struktur und Regulation der beteiligten Reaktionsketten in Mikroorganismen sowie in pflanzlichen und tierischen Zellen. Moderne Analysemethoden wie die Lebendzell-Fluoreszenzmikroskopie, Massenspektrometrie und -omics-Techniken ermöglichen wie nie zuvor die Analyse der Bedeutung bioenergetischer und metabolischer Prozesse für Zellentwicklung, Differenzierung, Adaptation und Stressresistenz. Vielfältige Fragen beispielsweise nach der Rolle der dynamischen Bildung von bioenergetischen Superkomplexen, von posttranslationalen Proteinmodifikationen oder von Sekundärmetaboliten für Regulation, Anpassung und organismische Interaktionen können so adressiert werden. Synthetische Systeme erlauben die experimentelle Überprüfung der Minimalbausteine der Energieversorgung. Davon ausgehend können optimierte Bedingungen zur Energiegewinnung getestet und in der Biotechnologie genutzt werden. Dieses sehr aktuelle Forschungsgebiet erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen Biologen, Biophysikern, Chemikern und Physikern. In den letzten Jahren hat sich zudem herauskristallisiert, dass bioenergetische Aspekte bei der Entwicklung von Krankheiten eine wesentliche Rolle spielen; dies soll in gemeinsamen Projekten mit der Medizin nun systematischer untersucht werden. Dieser Fokusbereich bereitet zurzeit federführend eine SFB-Initiative mit dem Arbeitstitel Plasticity of Biological Energy Conversion Systems vor.


Sprecher*in: Prof. Dr. Karin Busch
Stellv. Sprecher*in: Prof. Dr. Ivan Berg

Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen: AG Finkemeier, AG Hippler, AG Schwarzländer, AG von Schaewen
Institut für Evolution und Biodiversität: AG Bornberg-Bauer
Institut für Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie:  AG Berg, AG Fetzner, AG Philipp
Institut für Molekulare Zellbiologie: AG Busch
Institut für Neuro- und Verhaltensbiologie: AG Klämbt, AG Luschnig
Institut für Zoophysiologie: AG Liebau, AG Zeis
IME Fraunhofer: Prof. Dr. Christoph Schäfers
MPI Molekulare Biomedizin: Prof. Dr. Wiebke Herzog