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Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) Ingolstädter Landstraße 1 D-85764 Neuherberg Telefon: +49 (0)89 3187-0 Fax: +49 (0)89 3187-3324 Internet: www.helmholtz-muenchen.de

ROCKING

ScIence


Editorial Rocking Science Wissenschaftliche Konferenzen und Veranstaltungen 6 Helmholtz Nature Medicine Diabetes Conference  8 Munich Pittsburgh Lung Conference  18 International Workshop on Environmental Factors, Genetics, and Public Health 24 Oktoberfestsymposium  28 Grundsteinlegung Helmholtz Diabetes Campus  32 Naturwissenschaften und Musik 38

Timeline Chroniken 2014–2015  Preise, Nominierungen, Institutsgründungen, Veranstaltungen, Personalien im Überblick

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Featured Science Ausgewählte wissenschaftliche Highlights 2014 und 2015  56 Diabetesforschung58 Lungen- + Allergieforschung 65 Genetik + Epidemiologie 72 Gesundheit + Umwelt 77 Neuroforschung81 Infektion + Immunologie 83 Methoden87

Fakten Fakten90 Personal92 Finanzen  94 Organisation  96 Helmholtz Zentrum München – Aktuelle Fakten 98

ROCKING

ScIence

Rocking Science – das ist Titel und Motto des aktuellen Zweijahresberichts. Es steht für engagierte, innovative Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums ­München, die mit Enthusiasmus an neuen Erkenntnissen forschen und so die Wissenschaft mit neuen Zusammenhängen und Wissen ­bereichern, aber auch die Gesundheit der Menschen weltweit verbessern. Viele unserer Wissenschaftler rocken nicht nur im übertragenen Sinne, sie sind wie berühmte Vorbilder auch leidenschaftliche Musiker: Albert Einstein, auf zahlreichen Fotos mit einem Geigenkoffer zu sehen, liebte Bach und ­Mozart. Er ­musizierte regelmäßig im Kollegenkreis und trat öffentlich auf. Werner ­Heisenberg ist auf einer historischen Aufnahme von Mozarts D-Moll-Klavier­ konzert als Solist zu hören. Alexander Borodin, heute bekannt als Komponist, war hauptberuflich Professor der Chemie an der Universität St. Petersburg und zählt zu den Pionieren der Organischen Chemie in Russland. Galileo Galilei nutzte bei einem seiner Experimente zur Fallgeschwindigkeit eine Anordnung von Lautensaiten zur Bestimmung von Zeitintervallen. Der Namenspatron unseres Zentrums ­Hermann von Helmholtz sah in der Beschäftigung mit Musik viele Gemeinsam­keiten zur Analyse von Naturvorgängen. Er war ein virtuoser Klavierspieler und hat sich intensiv mit physikalischen, mathematischen und physiologischen ­Grundlagen der Musikwahrnehmung und Musikerzeugung beschäftigt. Wissenschaft und Musik werden von denselben Erfolgsfaktoren getragen: ­Begeisterung und Leidenschaft, Improvisation und Organisation – neben Leidensfähigkeit und Ausdauer. Getrieben sind Musiker wie Wissenschaftler vom Wunsch, ein Thema zu durchdringen. Sie suchen den Dialog, um Gedanken ­auszutauschen und neue Ideen zu entwickeln. Wissenschaftliche Tagungen sind daher der Motor der Forschung. Hier werden Ergebnisse auf den Prüfstand gestellt, neue Forschungs­konzepte entwickelt und Kontakte innerhalb und außerhalb des eigenen Fachgebiets geknüpft. Konferenzen helfen renommierten Wissenschaft­ lerinnen und Wissenschaftlern, ihr Netzwerk zu festigen. Nachwuchswissenschaftler haben hier die Chance, in die Science Community aufgenommen zu werden und eigene Kooperationen aufzubauen. Für dieses Gelingen entscheidend ist eine Atmo­sphäre, die Vertrautheit schafft. Musik – bei der Helmholtz Nature Medicine Diabetes Conference sogar gemeinsames „rocken“ – ermöglicht dieses ungezwungene Miteinander. Dieser Zweijahresbericht dokumentiert mit Bildern, Texten und Zitaten arrivierter Wissenschaftler von Weltrang – nachzuhören auch online –, wie Kongresse und Workshops des Helmholtz Zentrums München den wissenschaftlichen Austausch fördern und das Zentrum interessant für Nachwuchs- und Spitzenforscher aus aller Welt machen. Er zeigt, dass das Helmholtz Zentrum München ein Ort ist, an dem Science rockt! München im Juli 2016

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Erleben Sie die ­wissenschaftlichen ­Konferenzen auch im Multimedia-Storytelling www.helmholtz-muenchen.de/rockingscience

Die Redaktion

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nce 4 1. Januar 201 er 2015 b m ze e bis 31. D

nze iche Konfere Wissenschaftl tungen und Veranstal

n

1 Rocking Scie


Forschung und Musik brauchen unbedingte ­Leidenschaft und Hingabe. Wenn wir gemeinsam abrocken, arbeiten wir auch wissenschaftlich lockerer zusammen. Nachwuchs­ forscher und Top-Experten tauschen sich ohne ­Berührungsängste aus. Die internationale ­Community der Diabetesforschung arbeitet für ein gemeinsames Ziel.

Matthias Tschöp und ich sind beide Schlagzeuger und hatten die Idee für eine Konferenzband. Zweimal im Jahr treffen wir uns mit den Bandkollegen aus der deutschen und der internationalen ­Diabetes-Szene. Wir haben Riesenspaß, wenn wir die Stücke für die Konferenz einüben.

19. – 21. September 20

rd Helmholtz Nature Medicine Diabetes Conferenc e

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mber 2014 21. – 23. Septe

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Helmholtz nd Nature Medicine ference n o C s e t e b ia D

Dr. Giles Yeo, University of Cambridge Lead singer

Dr. Carolin Daniel, Helmholtz Zentrum München Backgroundvocals

Michaela Bauer, Helmholtz Zentrum München Backgroundvocals

Prof. Dr. Matthias von Herrath, La Jolla Institute for Allergy and Immunology Guitar

Martin Hrabe� de Angelis, Leiter der Institute für Experimentelle Genetik am Helmholtz Zentrum München und der Technischen Universität München, ist Vorstandssprecher des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung.

Prof. Dr. Michael Roden, Deutsches Zentrum für ­Diabetes­forschung, Dresden Guitar

Prof. Dr. Ingo Bachmann, Universität Leipzig Guitar

Dr. Maciej Dawidowski, Helmholtz Zentrum München Bass

Prof. Dr. Matthias Blüher, Universität Leipzig Keyboard

Matthias Tschöp, Institut für Diabetes und Adipositas am Helmholtz Zentrum München, und Lehrstuhl für Stoffwechsel­ erkrankungen der Technischen Universität München, ist wissenschaftlicher Direktor des Helmholtz Diabetes Center.

Special Guest 2014 Prof. Dr. Günther Wess, Helmholtz Zentrum München Keyboard Special Guest 2015 Prof. Dr. Michael Sattler, Helmholtz Zentrum München Saxophone Zur Audio-Slideshow mit Impressionen und Zitaten direkt von der Konferenz http://bit.ly/22eHin1

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Special Guest 2015 Prof. Dr. Michael Schwartz, ­University of Washington Vocals and Guitar Helmholtz Nature Medicine Diabetes Conference

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Austausch und Interaktion sind Inspirationsquelle für die Forschung

Die 2013 zusammen mit dem Fachblatt Nature Medicine ins Leben gerufene Helmholtz Nature Medicine Diabetes Conference hat sich zu einem Fixstern im internationalen Tagungskalender entwickelt. Topstars der Diabetes­szene und Vertreter renommierter Forschergruppen tragen neben ausgewählten Nachwuchstalenten ihre aktuellen Daten und Ergebnisse vor. Im Plenum, in Pausengesprächen und eigens arrangierten Diskussionsrunden werden Fragen, Anregungen und Ideen ausgetauscht. Seniorwissenschaftler stehen dem Nachwuchs als Ansprechpartner und Mentoren zur Seite. Die auf knapp 250 begrenzte Teilnehmerzahl erleichtert persönliche Begegnungen über alle Fakultäts- und Altersgrenzen hinweg. Aus Kontakten entstehen Kooperationen und aus Gesprächen entwickeln sich Ideen, wie Forschungsansätze verbessert werden können. Durch soziale Events entsteht ein besonderer Konferenz-­Spirit:

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Pausengespräche vor und in den Räumen des Lenbach-Palais, gemeinsame Mahlzeiten, eine Opening-Party und ein Rock&Roll-Abend mit Tanz und Musik der Konferenzband „The Sugar Daddies“ sind Highlights am Rande der wissenschaftlichen Vorträge und Diskussionen. Sie stärken das Zusammengehörigkeitsgefühl der Science Community, bauen Berührungsängste gegenüber den Top-Stars ab und wirken vertrauensbildend. Ohne Scheu tragen viele der Referenten neueste, noch unveröffentlichte Daten aus ihren Labors vor und stellen sie zur Diskussion. Aus der entspannten Atmosphäre der Helmholtz Nature Medicine Diabetes Conference entwickelt sich ein reger wissenschaftlicher Austausch mit dem Ziel, gemeinsam neue Lösungsstrategien gegen alle Formen der Volkskrankheit Diabetes mellitus zu entwickeln.

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Topstars treffen Nachwuchstalente am Scientific Round Table Die Scientific Round Table Session bringt junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit den Topstars ihres Fachs zusammen. Nachwuchsforscher aus aller Welt erhalten die Chance, ihre aktuelle Arbeit den erfahrenen Experten vorzustellen und Lösungsansätze anzudenken. Die Diskussionsrunden werden nach Teilgebieten zusammengestellt und von renommierten Forschern betreut. Die Nachwuchstalente bewerben sich mit einer Kurzpräsentation ihres Forschungsthemas für die Teilnahme am Scientific Round Table.

„Die Round Table Sessions sind immer sehr inspirierend. Ich lerne von den jungen Wissen­­ schaft­lerinnen und Wissen­ schaft­lern jedes Mal viel über molekulare Mechanismen, während wir die größeren Zusammen­hänge diskutieren. Ich freue mich schon auf das nächste Mal.“

„Die Gespräche waren äußerst intensiv und gingen von der Grundlagenforschung bis hin zur klinischen Anwendungsreife. Die jungen Leute bringen viele interessante neue Ideen ein.“ Carolin Daniel, Nachwuchsgruppenleiterin, Institut für Diabetesforschung, Helmholtz Zentrum München

Matthias von Herrath, Professor und Director, Center for Type 1 Diabetes Research, La Jolla Institute for Allergy and Immunology

„Die Gesprächsrunde ist effektiver als eine Postersession. Man tritt mit führenden Wissenschaftlern in Kontakt und erhält neue Ideen und Zukunftsperspektiven für die eigene Forschung.“ Sharma Yadhu, ­Nachwuchswissen­schaftlerin

„Es ist unglaublich bereichernd, einem Experten gegenüber zu sitzen und Fragen ­auszutauschen. Man lernt dabei so viel. Ich hätte viele Artikel und Lehrbücher lesen können und trotzdem nicht so viele An­regungen bekommen wie jetzt innerhalb weniger Minuten.“ Brennan Smith, Nachwuchswissenschaftler 12

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Spitzenforscher verraten ihre Laborgeheimnisse und erhalten ­einen Lifetime Award

Der Helmholtz Diabetes Lifetime Award holt Topstars nach München. Sie haben die internationale Diabetesforschung über Jahre maßgeblich geprägt. Als Höhepunkt und Abschluss der Konferenz geben die Lifetime Award-Preis­ träger die Helmholtz Diabetes Lecture: auf höchstem Niveau ein einstündiger Überblick zu Entwicklung und Stand des ­jeweiligen Spezialgebiets.

Junge Talente erklimmen die internationale Bühne der Diabetesforschung Der Novo Nordisk-Helmholtz Young Investigator in Diabetes Award (HeIDi) eröffnet jungen Top-­Talenten die internationale Bühne der Diabetesforschung. Verbunden mit der Nominierung ist eine Einladung des Helmholtz Zentrums München zum Kurzvortrag im Konferenzplenum. Eine hochkarätig wissenschaftlich besetzte unabhängige Jury kürt den oder die Preisträgerin anhand der vorgestellten Ergebnisse.

2014 wurden Brian Finan vom Helmholtz Zentrum München sowie Shingo Kajimura von der University of California, San Francisco, ausgezeichnet. Finan forscht an ­medikamentösen Therapiestrategien gegen Diabetes und Adipositas. Ein von ihm mitentwickeltes Multihormonmolekül vereint die positiven Eigenschaften mehrerer Stoffwechselhormone und reduziert so den Blutzucker sowie das Körpergewicht. Kajimura widmet sich pharmakologischen Ansätzen, um die Entwicklung des braunen bzw. beigen Fettgewebes – die für die Energiegewinnung durch Fett­verbrennung verantwortlich sind – zu fördern.

Die Preisträger 2015 ging der Preis an Bruce Spiegelman, Stanley J. ­Korsmeyer Professor of Cell Biology and Medicine an der Harvard Medical School in Boston. Spiegelman gilt als Entdecker des beigen Fetts, einer neuen Art von Fettgewebe. In seinem Vortrag stellte er die verschiedenen Kontroll­ mechanismen der Kalorienverbrennung (“Thermogenese“) vor und skizzierte die wahrscheinliche Funktion des beigen Fettgewebes. Die Verleihung moderierte Co-Organisator Stephan Herzig, Helmholtz Zentrum München.

2014 war Jeffrey M. Friedman, Marilyn M. ­Simpson ­Professor, The Rockefeller University New York, der ­Einladung nach ­München gefolgt. Friedman entdeckte das Fett­zellenHormon Leptin und erforschte seine Wirkungen auf den Stoffwechsel. Im Rahmen der Helmholtz Diabetes Lecture beleuchtete Friedman den aktuellen Stand der Forschung zu dem Botenstoff, der wesentlich an der Regulierung von ­Appetit und Nahrungsaufnahme beteiligt ist. Den Preis überreichte Günther Wess, CEO Helmholtz Zentrum ­München.

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Matthew Rodeheffer ist 2015 Gewinner des HeIDi Award für Nachwuchswissenschaftler. An der Yale University School of Medicine beschäftigt sich Rodeheffer mit den molekularen Mechanismen, die dem Aufbau von Fettgewebe zugrunde liegen.

Der Novo Nordisk-Helmholtz Young Investigator in Diabetes Award verhilft jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zu mehr Sichtbarkeit in der Science Community. 2015 stellten Rising Stars aus neun verschiedenen Ländern der Konferenz ihre aktuellen Forschungsergebnisse vor.

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Gemeinsam Strategien gegen Diabetes entwickeln Die Helmholtz Nature Medicine Diabetes Conference wird veranstaltet vom Helmholtz Diabetes Center zusammen mit der Zeitschrift Nature Medicine. Sie deckt alle wichtigen Bereiche der Diabetesforschung ab. Die besondere ­Atmosphäre fördert den wissenschaftlichen Austausch über Institutsgrenzen ­hinweg. Am Rand der Vorträge und Diskussionen entstehen neue Kooperationen für das gemeinsame Ziel: Eine Zukunft ohne Diabetes schaffen.

„Die Veranstaltung fokussiert effektiv auf Diabetes und Stoffwechselerkrankungen. Die Referenten können ohne Umschweife über ihre spannendsten aktuellen Arbeiten sprechen.“ „Unser Konferenzprogramm ­bietet einen kompakten Überblick aktueller Ergebnisse, state of the art und präsentiert von den führenden Experten der internationalen Diabetes­ forschung.“

„Wir wollen den Austausch aktueller Forschungsergebnisse im Bereich Diabetes und Stoffwechselerkrankungen fördern und so mit der Konferenz auch neue Be­handlungsansätze voran­bringen.“

Stephan Herzig (li.), Co-Organisator der ­Konferenz 2015, Direktor des Instituts für Diabetes und Krebs am Helmholtz Zentrum München und Inhaber des Lehrstuhls Molekulare Stoffwechselkontrolle an der Technischen Universität München

Randy Levinson, Senior Editor Nature Medicine und Co-Organisator

Bruce Spiegelman, Harvard Medical School

„Das Konzept der wechselnden Co-Organisation hat sich ­bewährt. Durch Stephan Herzig konnten 2015 führende ­Experten zur Rolle metabolomischer Erkrankungen bei der Tumor­ entstehung gewonnen werden. Anette Ziegler brachte 2014 die wichtigsten Aspekte zu Typ-1-­ Diabetes und Immunsystem ein.“

„Die Vorträge sind ­Spitzen­niveau. Es ist eine Ehre nominiert zu werden und in diesem Kreis vorzutragen. Die bisherigen Preisträger haben erstaunliche Forschung geleistet. Es fühlt sich surreal an, nun dazu zu ­gehören.“

Matthias Tschöp (re.), Konferenz-Organisator, Research Director des Helmholtz ­Diabetes Center (HDC) am Helmholtz Zentrum München

Neue Aspekte zur Vorbeugung und Behandlung von Diabetes wurden schwerpunktmäßig im Rahmen der Konferenz 2014 vorgestellt. Durch die Veranstaltung führten ­Matthias Tschöp, Research Director HDC, Randy ­Levinson, Senior Editor Nature ­Medicine, Anette-G. Ziegler, Clinical Director HDC, Günther Wess, CEO Helmholtz Zentrum München, und Uli Stilz, Vice President, Novo Nordisk A/S.

„Diese Konferenz ist etwas Besonderes, auch in ihrem dritten Jahr. Sie deckt so viele unterschiedliche Bereiche der Diabetesforschung ab und bringt international führende Forscher zusammen, die ihre neuen, teils noch unveröffentlichten ­Ergebnisse präsentieren.“

Matthew Rodeheffer, Associate Professor, Yale University School of Medicine, Gewinner HelDi-Award 2015

C. Ronald Kahn, Professor und Chief Academic Officer, Joslin Diabetes Center Boston 16

Helmholtz Nature Medicine Diabetes Conference

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r 2015 2. – 3. Oktobe

Lung h g r u b s t t i P Munich 015 2 e c n e r e f n o C

München hat sich zu einem führenden Standort der Lungen­ forschung entwickelt. Seit fünf Jahren bringt die Munich Lung Conference international renommierte Forscher und Kliniker der Lungenmedizin in die bayerische Landes­ haupt­­stadt. Sie präsentieren neueste Ergebnisse aus ihren Forschungslaboren und generieren Ideen für neue ­diagnostische Verfahren, ­Therapien und Arzneimittel. Eine Besonderheit der Konferenz ist der Schulterschluss mit einem der wichtigsten Lungen­forschungszentren der ­Vereinigten Staaten, dem University of Pittsburgh ­Medical Center. Seit 2014 laden Pittsburgher und ­Münchner ­Lungenforscher abwechselnd zum interdiszi­plinären Austausch nach Europa oder Übersee. In ­informeller und anregender ­Atmosphäre teilen internatio­nale Topstars ihre Expertise mit dem wissenschaftlichen Nachwuchs. Aus dem Dialog am Rande von Vorträgen, Diskussionsrunden und Posterpräsentationen entwickeln sich Ideen, neue Kooperationen entstehen. Die Veranstaltung 2015 fokussiert auf das Thema „Präzisionsmedizin“ und ihr Potenzial, aus ­molekularen Ansätzen maßgeschneiderte Therapien für Lungenerkrankungen zu entwickeln.

Zur Audio-Slideshow mit Impressionen und Zitaten direkt von der Konferenz http://bit.ly/22eHhiW 18

Munich Pittsburgh Lung Conference

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Interactive Editor Session bringt Forscher mit den führenden Fachjournalen in die Diskussion Zu den Höhepunkten der Munich Pittsburgh Lung ­Conference 2015 gehört die Interactive Editor Session. Leitende Redakteurinnen geben Einblick in die Publikationsabläufe ihrer hochkarätigen Fachjournale. Jadwiga Wedzicha, American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, Katrina Kelner, Science Translational Medicine, Emma Grainger, The Lancet Respiratory Medicine, und Jillian Hurst für das Journal of Clinical Investigation berichten über ­Annahmekriterien

wissenschaftlicher Veröffentlichungen, Qualitätssicherung und den Reviewprozess. Im Diskussionsverlauf tut sich ein breites Fragenspektrum auf: Die Rolle der Redaktion als Vermittler zwischen Autoren und Reviewern, gegenseitige ­Erwartungen an Redaktion und publizierende Wissenschaftler, Umgang mit immer größeren Datenmengen und Publikationsmöglichkeiten für junge Forscher.

Die Vortrags-Highlights Die Munich Pittsburgh Lung Conference präsentiert aktuellste Ergebnisse ­international führender Forschergruppen nach einem strengen Auswahlverfahren. Gleichzeitig beleuchtet sie forschungsgetriebene Entwicklungen unter regulato­rischen und wissenschaftspolitischen Gesichtspunkten und lädt dazu Top-Experten auf das Podium. Die Precision Medicine Initiative der National Institutes of Health stellt James Kiley vor. Die Initiative war Anfang 2015 von US-Präsident Barack Obama im Rahmen seiner Ansprache zur Lage der Nation angekündigt worden. Für das Vorhaben stehen 2016 erstmals 215 Millionen US-Dollar zur Entwicklung neuer ­Präventions-und Behandlungsstrategien zur Verfügung. James Kiley ist Director der Division Lungenerkrankungen des National Heart, Lung and Blood Institute der US-Gesundheitsbehörde NIH. Regulatorische Aspekte der Präzisionsmedizin erläutert Julia Stingl, Vize­ präsidentin des Bundesinstituts für Arzneimittel und Medizinprodukte. Stingl leitet die Abteilung Forschung der für die Arzneimittelzulassung zuständigen Bundes­oberbehörde und ist Professorin für Translationale Pharmakologie der Universität Bonn. Einen Überblick zur Präzisionsmedizin im Deutschen Zentrum für Lungen­ forschung gibt Werner Seeger. Der Gießener Lungenforscher ist Geschäftsführender Direktor des Zentrums für Innere Medizin sowie Direktor der Medizinischen Klinik II des Universitätsklinikums Gießen und Marburg und Abteilungsleiter am Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim. Er ist Vorstandsvorsitzender und Sprecher des Deutschen Zentrums für Lungen­ forschung, des Universities of Giessen and Marburg Lung Center (UGMLC) sowie des ­Exzellenzclusters Kardiopulmonales System.

Die Preisträger Die Konferenz schließt mit der Auszeichnung der Top-Beiträge. Bill Chen und Charly Lai, beide University of Pittsburgh Medical Center, erhalten für innovative Ansätze in der Präzisionsmedizin den Münchner Bank Research Award for Excellence in Pulmonary Research. Der Preis wird von der Münchner Bank gemeinsam mit der Stiftung AtemWeg verliehen. Der Posterpreis der Munich Pittsburgh Lung Conference 2015 geht an Gerrit John-Schuster, Comprehensive Pneumology Center, und an Josiah Radder, University of Pittsburgh Medical Center. Jürgen Behr, Ärztlicher Direktor der Asklepios Fachkliniken Gauting, Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik V der Ludwig-Maximilians-Universität und Vorstandsmitglied der Stiftung AtemWeg, überreicht die Auszeichnungen.

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Munich Pittsburgh Lung Conference

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Teamspirit und internationale ­Kooperationen bringen die Lungenmedizin voran

Die Organisatoren

„Die Konferenz ist ein entscheidender Katalysator für internationale Kooperationen der Lungenforschung. Gemeinsam stellen sich Lungenexperten weltweit einer der größten Herausforderungen der Gesundheitsforschung. Die Konferenz hier in München unterstreicht die Qualität des Wissenschaftsstandorts – auch im Hinblick auf die Ausbildung der nächsten Generation.“ Günther Wess, CEO Helmholtz Zentrum München und Vizepräsident Gesundheit der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren

. Singen heißt freier atmen Freier Atem ist die Basis einer gesunden Lunge.

Die Konferenz swingt zu den Klängen der Comprehensive Pneumology Center Chor Facilty. Der Überraschungsauftritt der Münchner Lungenforscher unter der Leitung von Otmar Schmid, Arbeitsgruppenleiter am Comprehensive Pneumology Center, führt von Gospels über Traditionals bis zu einer exlusiven Erstaufführung der Titelmelodie der Fernsehserie Game of Thrones.

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Soziale Events stärken den Teamspirit der ­Respiratory ­Community. Zeit für informelle Pausengespräche und ­gemeinsame Mahlzeiten fördern die Interaktion der Teil­ nehmer. Hochkarätige Vorträge motivieren Nachwuchswissenschaftler und Senior Scientists, ihre Ergebnisse und Ideen zu teilen. Diese Mischung aus Inspiration und Kooperations­willen macht die Munich Pittsburgh Lung ­Conference ­attraktiv und bringt die Lungenmedizin voran.

„Die Konferenz ist eine hervorragende Plattform, um gemeinsame Projekte mit den Kollegen aus Pittsburgh und anderen international wichtigen Zentren der Lungenforschung zu definieren und abzugleichen. Diese Kooperationen bringen uns in der klinischen Ausübung der Medizin weiter und kommen so den Patienten zugute.“

„Mit der gemeinsamen Organisation einer Lungenkonferenz bündeln wir unsere Kräfte und schaffen einen Anziehungspunkt für die führenden Köpfe der Lungen­medizin. Wir bringen Forscher und ­Kliniker zusammen, um neue Ansätze im Bereich der Precision Medicine zur Phäno­ typisierung und Biomarkersuche zu ent­wickeln.“ Mark Gladwin (li.), Chair, Department of Medicine, University of Pittsburgh, Director Pittsburgh Heart, Lung, Blood and Vascular Medicine Institute

Jürgen Behr, Ärztlicher Direktor der Asklepios-Fachkliniken München-­Gauting, Leiter der Forschungsambulanz am ­Comprehensive Pneumology Center und Direktor der Medizinischen Klinik und ­Poliklinik V der Ludwig-Maximilians-­ Universität München

„Wir bringen Nachwuchs­wissen­ schaftler und Senior Scientists zusammen. Die Konferenz ermöglicht Mentoring und Austausch in vertrauensvoller und inspirierender Atmosphäre. Internationale Forscher kommen mit dem Helmholtz Zentrum München in Kontakt und ­nutzen die Möglichkeit, mit einem ­Stipendium in München zu arbeiten.“ Oliver Eickelberg (re.), Direktor Institut für ­Lungenbiologie und ­Comprehensive ­Pneumology Center, Professor für ­Experi­mentelle Pneumologie an der Ludwig-Maximilians-­Universität München

Munich Pittsburgh Lung Conference

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2015 16. – 20. März

op h s k r o W l a n Internatio , s r o t c a F l a t n e on Environm ublic Health P d n a , s c i t e Gen

Zur Audio-Slideshow mit Impressionen und Zitaten direkt von der Konferenz http://bit.ly/1R5FV21

Vor der Kulisse des Chiemsees kommen im März 2015 Forscher von Helmholtz Zentrum München und US-­ Umweltbehörde EPA zusammen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beider Institutionen arbeiten daran, das Spektrum gesundheitlicher Wirkungen luftgetragener Schadstoffe aufzuklären. Helmholtz Zentrum München und Environmental Protection Agency unterhalten enge ­wissenschaftliche Beziehungen. 1998 wurde eine formelle Kooperationsvereinbarung geschlossen. In ­regelmäßigen Intervallen treffen sich die Projektpartner seither zu ­Arbeitsgesprächen, die abwechselnd in Bayern und North Carolina, dem Sitz des National Health and Environmental Effects Research Laboratory der US-Umweltbehörde EPA, stattfinden. Gemeinsame Fragestellungen werden in den

Gesprächen neu aufgerollt und weitergedacht. EPA und Helmholtz Zentrum München sind auf dem Gebiet der Luftschadstoffforschung international führend. In gemeinsamen Publikationen haben sie Zusammenhänge zwischen Feinstaubbelastung und entzündlichen Erkrankungen der Atemwege und des Herz-Kreislaufsystems aufgezeigt. Im Rahmen der Kooperation entstanden Erkenntnisse zu ­Wirkungsmechanismen und Effekten von Feinstaub, die in die Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation eingingen, die europäische und amerikanische Umweltgesetzgebung beeinflusst und zu verschärften Grenzwerten und Vorsorge­maßnahmen wie der Einführung von Umweltzonen in Großstädten geführt haben.

International Workshop on Environmental Factors, Genetics, and Public Health

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Kooperieren für gesunde Lebensbedingungen auf beiden Seiten des Atlantiks Die Arbeitstreffen von Helmholtz Zentrum München und US-EPA bringen Mediziner, Toxikologen, Statistiker und Epidemiologen beider Institutionen zu einem informellen Gedankenaustausch zusammen. Ergebnisse werden diskutiert und neue Forschungsansätze für ungelöste Fragestellungen entwickelt. Im ober­ bayerischen Prien setzen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beider Institutionen mit ­akuten und chronischen Einflüssen der Umwelt auf die Gesundheit der Bevölke­rung auseinander. Es geht um die Frage, wie Luftschadstoffe mit genetischen, epigenetischen und sozialen Faktoren zusammenwirken. Von ­amerikanischer Seite mit dabei: David Diaz-Sanchez, Leiter Clinical Research Branch bei US-EPA, Robert B. Devlin und Lucas M. Neas.

Annette Peters

„Die Zusammenarbeit zwischen Helmholtz Z­ entrum München und amerikanischer Environmental Hillel Koren Protection Agency ist über eine ganze Generation von Forschern gewachsen. Unsere Zentren führen „Die gemeinsamen Workshops von Helmholtz hier ihre komplementären Stärken zusammen. Zentrum München und US-EPA gehen auf ein 1998 EPA verfügt über die weltbeste Einrichtung für geschlossenes Kooperationsabkommen zurück. kontrollierte Expositionsstudien am Menschen und Auf informeller Ebene hatten Gruppen beider ein immenses Wissen zu biologischen MechanisInstitutionen schon zuvor über viele Jahre zusam- men der Luftschadstoffe. Wir im Gegenzug haben men gearbeitet. Der Kooperationsvertrag hat die Kohortenstudien von Weltklasse und die Expertise, bestehenden Synergien verstärkt. Unser erster epidemiologische Studien auszuwerten. Weil sich bilateraler Workshop fand 1999 in Chapel Hill in unsere Kompetenzen perfekt ergänzen, können North Carolina statt, und der Workshop in Prien ist wir unsere Kräfte bündeln und neue Erkenntnisse mittlerweile das siebte Treffen dieser Art. gewinnen. Die Zusammenarbeit zwischen EPA und Helmholtz Zentrum München ist eine Erfolgs­story. Wichtige Publikationen hätte es ohne diese Kooperation niemals gegeben. Die gemeinsame Forschung hat dazu beigetragen, dass Standards zur Reduktion der Feinstaubbelastung etabliert und in beiden Ländern umgesetzt worden sind. Der aktuelle Workshop ist mehr als eine Fort­ setzung bisheriger Arbeiten. Neue Untersuchungs­ verfahren, vor allem auf molekularer Ebene, ­stehen zur Verfügung, und in vielen Bereichen haben sich neue Ansatzpunkte ergeben. Als ­besonders wichtiges Thema stellte sich bei ­unserem Treffen in Prien Public Health heraus: Gesellschaftliche Anforderungen und soziale ­Aspekte, damit unsere Ergebnisse der Bevöl­ke­ rung zugutekommen.“ Hillel Koren, Vorsitzender des Wissenschaftlichen Beirats des Helmholtz Zentrums München, hat die Kooperation mit der ­amerikanischen Umweltbehörde EPA mitbegründet. Koren war vor seiner Pensionierung Direktor der EPA Human Studies Division und Forschungsprofessor an der University of North Carolina. Er arbeitet als Berater und Reviewer für europäische und US-­amerikanische Wissenschaftsorganisationen.

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Die Treffen zwischen Helmholtz Zentrum München und amerikanischer Environmental Protection Agency sind inspiriert von den beiderseitigen Fortschritten. Sie sind der Rahmen, in dem wir unsere Potenziale fokussieren und die Forschung vorantreiben. Das nächste Treffen von Helmholtz Zentrum ­München und US-EPA ist für den 20. Jahrestag des Kooperationsabkommens geplant. Dann werden wir in den USA zusammenkommen. Wir freuen uns darauf herauszufinden, welche Fortschritte wir mit neuen Forschungsansätzen in der System-Medizin und im Public Health-Bereich gemacht haben, wo es darum geht, Maßnahmenkataloge zu entwickeln, um die Gesundheit der Bevölkerung auf beiden Seiten des Atlantiks zu verbessern.“ Annette Peters ist Direktorin des Instituts für Epidemiologie II am Helmholtz Zentrum München und Leiterin der KORA-Forschungsplattform mit langfristigen Bevölkerungsstudien. Peters war als wissenschaftliche Beraterin an der Beurteilung der gesundheit­ lichen Wirkung von Luftschadstoffen durch die Weltgesundheitsorganisation WHO und die Europäische Union beteiligt. Seit 2015 gehört sie dem wissenschaftlichen Vorstand für die Nationale Kohorte, Deutschlands größter Gesundheitsstudie, an.

International Workshop on Environmental Factors, Genetics, and Public Health

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Klein aber fein ist das eintägige Oktoberfestsymposium. Klinische Forscher und Wissenschaftler von Weltrang ­kommen auf Einladung von Helmholtz Zentrum München, Forschergruppe Diabetes der Technischen Universität ­München und Forschergruppe Diabetes e.V. in München zusammen. Der Name des Symposiums ist Teil des Programms. Viele Teilnehmer kommen in Tracht. In lockerer

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er 2015 29. Septemb

Oktoberfest­ symposium

Atmosphäre tauschen sie sich über aktuelle Forschungsansätze und neue Studienergebnisse zu Typ-1-­Diabetes aus. Dabei entstehen neue Kooperationen, die länder- und fächerübergreifend zu einem besseren Verständnis und zu neuen Diagnose- und Behandlungsmöglichkeiten der ­Autoimmunerkrankung führen.

Oktoberfestsymposium

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Frühe Diagnose hilft Schäden durch Typ-1-Diabetes abzuwenden Entstehung, Diagnose und Prävention von Diabetes Typ 1 und Gestationsdiabetes sind zentrale Themen des Oktober­ festsymposiums. Im Mittelpunkt des neunten Treffens steht die frühe Diagnose der Erkrankung bei Kindern durch ­geeignete Marker. Vier immunologische Marker werden ­derzeit in der weltweit ersten flächendeckenden Typ-1-­ Diabetes-Früherkennungsstudie Fr1da getestet. Die Studie untersucht Blutproben von bis zu 100 000 Kindern im Alter

von zwei bis fünf Jahren auf frühe immunologische An­ zeichen der Erkrankung. Eine Insulin-Impfung soll bei positiv getesteten Kindern den Ausbruch der Erkrankung verzögern oder verhindern. Weitere Strategien zur Vor­ beugung wie zur Behandlung des Typ-1-Diabetes umfassen genetische und biochemische Marker, Aktivierung von Immunzellen und regenerative Verfahren.

Anette-Gabriele Ziegler

„Mit dem Oktoberfestsymposium bringen wir herausragende, international anerkannte Referenten nach München. Wir laden Referenten innerhalb und außerhalb unseres Faches ein, um spannende Kooperationsmöglichkeiten für die großen internationalen Studien zu sondieren, an denen wir beteiligt sind. Eines unserer wichtigsten Programme dreht sich darum, für Typ-1-Diabetes bei Kindern frühe Marker zu finden. Eine frühe Diagnose hilft, die Erkrankung hinaus zu zögern oder rechtzeitig zu behandeln. Strategien zur Vorbeugung von Typ-1-Diabetes werden in klinischen Studien bereits erfolgreich getestet.“ Anette-Gabriele Ziegler ist Direktorin des Instituts für Diabetesforschung am Helmholtz Zentrum München und Inhaberin des Lehrstuhls Diabetes und Gestationsdiabetes an der Technischen Universität München und klinische Direktorin des Helmholtz Diabetes Center.

Ezio Bonifacio

„Wir laden Referenten ein, die in engem Bezug zu unseren Studien stehen. Wir haben ähnliche Ziele und profitieren von neuen Ergebnissen, um unsere Studien internationaler zu machen und unser Design zu verbessern. Wir kleiden uns in Tracht. Das lockert die Atmosphäre und ist ein Anknüpfungspunkt für Gespräche. Es bricht das Eis. Für die jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wird es leichter, mit den internationalen Koryphäen ins Gespräch zu kommen.“ Ezio Bonifacio ist Professor und Gruppenleiter am DFG-Center für Regenerative Therapien an der Technischen Universität Dresden. Am Helmholtz Zentrum München leitet er die am Institut für Diabetes und Adipositas angesiedelte Forschergruppe Immunbiologie des Diabetes.

Richard Oram

„Auf dem Oktoberfestsymposium treffe ich Top-Experten auf dem Gebiet der Biologie des Typ-1-Diabetes. Die hier vorgestellten ­Studien Fr1da und TEDDY sind überaus wichtig für eine frühe Diagnose von Typ-1-Diabetes und ein besseres Verständnis der Entstehung der Krankheit. Aus den Vorträgen und ­Diskussionen entwickeln wir Ansatzpunkte für gemeinsame Studien und ­Datenauswertungen, die eine bessere Behandlung der Erkrankung möglich machen sollen.“ Zur Audio-Slideshow mit Impressionen und Zitaten direkt von der Konferenz http://bit.ly/1TFOwKC

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Richard Oram ist klinischer Forscher und lehrt an der University of Exeter Medical School. Er befasst sich mit der endogenen Insulin-Produktion bei Typ-1-Diabetespatienten.

Oktoberfestsymposium

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5 28. April 201

g n u g e l n i e t s Grund us p m a C s e t e b a Helmholtz Di

Ein Kristallisationspunkt der Diabetesforschung entsteht

Zur Audio-Slideshow mit Impressionen und Zitaten direkt von der Konferenz http://bit.ly/1Tl3Z5y 32

Der größte deutsche Standort der Diabetesforschung baut seine Kapazitäten aus. Bayerns Kultusstaatssekretär Bernd Sibler und Vertreter des Helmholtz Zentrums München legen im April 2015 den Grundstein dazu. Auf dem Gelände des ­Helmholtz Zentrums München am nördlichen Stadtrand sind hochmoderne Infrastrukturen für die Diabetesforschung geplant. Der Helmholtz Diabetes Campus umfasst im Endausbau zwei Forschungsgebäude für jeweils mehr als 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie den Helmholtz Pioneer Campus, eine Kaderschmiede für zukünftige Spitzenforscher. Damit werden ideale Rahmenbedingungen für wissenschaftlichen Austausch und innovative Forschung geschaffen. Mit dem Helmholtz Diabetes Campus entsteht ein Aushängeschild für die Diabetesforschung in Bayern, das Synergiewirkung für die deutsche ­Diabetesforschung und eine hohe Attraktivität für internationale Spitzenkräfte entfaltet.

Grundsteinlegung Helmholtz Diabetes Campus

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Konzept: HDR-TMK

Hochmoderne Infrastrukturen geben Anstoß für eine neue ­Wissenschaftskultur

Die Architektur des Helmholtz Diabetes Campus bietet ideale Rahmenbedingungen für die Forschung. Hier ­wer­den alle Diabetesaktivitäten des Zentrums nach internationalen Standards unterkommen. In der ersten Ausbau­stufe entstehen auf rund 7000 Quadratmetern Nutzfläche Labor- und Büroarbeitsplätze für 220 Mitarbeiterinnen und Mit­arbeiter. Die Baukosten hierfür sind auf 48 Millionen Euro veranschlagt. Sie werden aus Mitteln der Helmholtz-Gemeinschaft, des Freistaats Bayern und einem Eigenanteil des Zentrums aufgebracht. Als nächster Meilenstein ist der Helmholtz Pioneer Campus in Planung: Auf einer Gesamtfläche von 4500 Quadratmetern für Labore, Büro- und Seminarräume werden 150 herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zusammenarbeiten. Ein starker Fokus auf Kommunikation und Vernetzung macht das Gebäude besonders.

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Mit finanzieller Unterstützung der Helmholtz-Gemeinschaft und des Freistaats Bayern soll eine einzigartige Forschungsatmosphäre für eine neue Generation von internationalen Nachwuchstalenten entstehen. Ein weiterer Labor- und Bürokomplex für 220 Mitarbeiter soll schließlich in der dritten Ausbaustufe folgen. Durch die Planung flexibler Arbeitsbereiche kann sich der Campus Änderungen bei wissenschaftlichen Technologien und methodischen Weiterentwicklungen ­mühelos anpassen. Ende 2017 wird die erste Ausbaustufe bezogen werden können. Der Helmholtz Diabetes Campus gibt den Anstoß für eine neue Wissenschaftskultur, in der Forscher verschiedener Disziplinen gemeinsam an ­Lösungen für die Herausforderungen unserer Gesellschaft arbeiten.

Grundsteinlegung Helmholtz Diabetes Campus

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„Nichts ist erfolgreicher als eine gute Idee. Die neuen Infrastrukturen werden den Standort München im Deutschen Zentrum für Diabetesforschung weiter stärken. Sie werden dazu beitragen, dass wir weltweit in der ersten Liga mitspielen.“

Zu Blumes Kleines Orchester

„Wir sind auf dem Gebiet Diabetes in wenigen Jahren zu einem führenden Forschungszentrum geworden. Unser Ziel ist es, möglichst rasch neue Therapien und Präventionsmöglichkeiten zu entwickeln. Dazu schaffen wir innovative Strukturen, die Interdisziplinarität und wissenschaftlichen Austausch fördern.“ Günther Wess, wissenschaftlicher Geschäfts­führer des Helmholtz Zentrums München und Vizepräsident Gesundheit der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren

Bernd Sibler, Staatssekretär im Bayerischen Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst, anlässlich der Grundsteinlegung für den Helmholtz Diabetes Campus

Wo in der Diabetesforschung künftig die Musik spielt Für den Helmholtz Diabetes Campus ist der Grundstein gelegt. Alle im Bereich Diabetes forschenden Gruppen am Helmholtz Zentrum München werden unter einem Dach zusammenarbeiten. Ressourcen und Infrastrukturen werden optimal genutzt, kurze Kommunikationswege erleichtern Austausch und Zusammenarbeit. Mit dem symbolischen Akt im festlichen Rahmen bedankt sich das Helmholtz Zentrum München. Forscher, Förderer und Initiatoren feiern auf der Baustelle, wo bald die Musik in der Diabetesforschung spielen wird.

„Das Land Bayern beteiligt sich weit über den üblichen Finanzierungsschlüssel hinaus an der Realisierung des ersten Bauabschnitts. Es ermöglicht damit unserem Zentrum, den Anforderungen der Forschung auch in der Zukunft gerecht zu werden. Mit dem Helmholtz Diabetes Campus stellen wir eine moderne Infrastruktur bereit, die im internationalen Wettbewerb für Wissenschaftler attraktiv ist.“

„Der Helmholtz Diabetes C­ ampus wird ein Kristallisationskern für die Forschung sein, ein kreatives Umfeld für innovative Ideen. Hier arbeiten Grundlagen­ forschung und anwendungs­ orientierte Entwicklung gemeinsam an einer der wichtigsten biomedizinischen Herausforderungen unserer Zeit.“ Matthias Tschöp, Research Director des Helmholtz Diabetes Center, Direktor des Instituts für Diabetes und Adipositas und Alexander von Humboldt-Professor für Stoffwechselerkrankungen an der ­Technischen Universität München

Alfons Enhsen, Geschäftsführer für die wissenschaftlich-technische Infrastruktur am Helmholtz Zentrum München 36

Grundsteinlegung Helmholtz Diabetes Campus

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6 20. April 201

en t f a h c s n e s s i Naturw und Musik

Wie viele große Wissenschaftler hatte auch ­Hermann von Helmholtz ein höchst emotionales Ver­hältnis zur Musik. Als Wissenschaftler war es sein Ziel, Erkenntnisse aus unterschiedlichen Disziplinen zusammenzufügen und zu einer sinnvollen Anwendung zu bringen. Für Hermann von Helmholtz waren Erkenntnis und Anwendung ­untrennbar verbunden. Dieses Ideal ist auch Leit­ linie des Helmholtz Zentrums München. Helmholtz war nicht nur Forscher, sondern auch Innovator. Heute würden wir sagen: Er rockt die Forschung. Hermann von Helmholtz bringt Flügeln neue Töne bei Hermann von Helmholtz ist Professor für Physiologie und Rektor der Universität Heidelberg, als 1863 seine „Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik“ erscheint. Acht Jahre hat der vielseitige Naturwissenschaftler neben Forschungen zur Physiologie des Auges und zum Farbensehen an dem umfangreichen Werk gearbeitet. Er beschreibt, wie die physikalischen Eigenschaften der Schwingungen und die physiologischen Gegebenheiten des Ohrs unsere Wahrnehmung von Musik bestimmen. Die Bedeutung der Obertöne für die Klangfarbe von Instrumenten wird von ihm mathematisch begründet. Helmholtz entwickelt den nach ihm benannten Resonator, um Klanggemische zu untersuchen. Aus seinen Beobachtungen leitet er detaillierte Instruktionen für Verbesserungen im Instrumentenbau ab. Die Forschungsergebnisse nutzt die New Yorker Firma Steinway für die Weiterentwicklung ihrer Konzertflügel. Theodor und William Steinway lassen sich von Helmholtz beraten und stellen ihm Instrumente für seine Versuche zur Verfügung.

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Zum Helmholtz-Flügel im Deutschen Museum

Heutige Konzertflügel berücksichtigen die Erkenntnisse von Helmholtz zur Resonanz von Saitenteilen. Die Längen der stummen Saitenenden stehen in einem bestimmten ­Verhältnis zur klingenden Saitenlänge. Durch ihr Mit­ schwingen ver­stärken sie die Brillanz des Tones. Die Firma Steinway ­wandte dieses Prinzip erstmals an. Der Generaldirektor des Deutschen Museums, Wolfgang Heckl, und Günther Wess testen den Helmholtz-Flügel. Für beide Naturwissenschaftler sind Improvisation und ­Organisation Grundvorausetzung für kreatives Arbeiten und Musizieren. Der Helmholtz-Flügel im Deutschen Museum enthält eine Vorform der 1872 von der Firma Steinway patentierten Duplex-Skala. Silke Berdux, Kuratorin Musikinstrumente, erläutert Wolfgang Heckl und Günther Wess die Besonderheiten des Instruments.

Günther Wess, CEO des Helmholtz Zentrums München, wurde bei einer Diskussionsveranstaltung zur Musiktheorie auf die ­akustischen Forschungen Hermann von Helmholtz‘ aufmerksam. Als begeisterter Organist setzte er sich mit dessen Schriften aus­einander. Bei seinen Recherchen stieß er auf den Helmholtz-­ Flügel im Deutschen Museum. Es ist ein Versuchsinstrument, das ­Hermann von Helmholtz von der Firma Steinway zur Verfügung gestellt wurde.

Naturwissenschaften und Musik

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2 Chroniken 1. Januar 2014 bis 31. Dezember 2015

Timeline


2014 Timeline 15. Januar Das Institut für Diabetes- und Regenerationsforschung ist Partner im europäischen Forschungsprojekt HumEn. Das Projekt vereint führende europäische Stammzellgruppen zur Erforschung der Insulin-produzierenden Betazellen und wird mit sechs Millionen Euro aus EU-Mitteln gefördert.

2014

1. Februar Prof. Dr. Werner Rühm, Institut für Strahlenschutz, wird zum Vorsitzenden der European Radiation Dosimetry Group (EURADOS) gewählt. Das Netzwerk fördert Forschung und Entwicklung in der Dosimetrie ionisierender Strahlung.

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1. Februar Dr. Martina Hansen übernimmt die Leitung der Abteilung Programmplanung von PD Dr. Christian Langebartels, der als Forschungsdirektor für die Bereiche Environmental Sciences und Radiation Research das Zentrum im Management Board des Helmholtz-Forschungs­ bereichs Erde und Umwelt vertritt.

13. März Die Vectura Group plc übernimmt die Activaero Gmbh. Das 1998 aus dem Zentrum ausgegründete Unternehmen ist ein führender Spezialist im Bereich Atemwegs­erkrankungen.

3. Februar Das Helmholtz Zentrum München und die Leibniz-Universität Hannover unterzeichnen einen Kooperationsvertrag zur Verstärkung der Wirkstoffforschung. Ziel ist eine gemeinsame Berufung im Bereich der Medizinalchemie.

15. März Der zweite Patiententag Diabetes informiert Betroffene und Angehörige über aktuelle Forschungsergebnisse und Empfehlungen zu Prävention und Therapie. Die Kurzvorträge und Diskussionen rund um Prävention und Früherkennung von Typ 1- und Typ 2-Diabetes sowie Möglichkeiten der Patientenunterstützung werden vom Diabetesinformationsdienst München angeboten. Rund 200 Teilnehmer ­nutzen die angebotenen ­Möglichkeiten, insbesondere auch zum Gespräch mit Wissenschaftlern, Ärzten und Ver­ tretern von Patientenorganisationen.

17. März Prof. Dr. Reiner Leidl, Institute für Gesundheitsökonomie und Management im Gesundheitswesen von Helmholtz Zentrum und Ludwig-MaximiliansUniversität München, ist Organisator der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Gesundheitsökonomie. Über 400 Teilnehmer diskutieren in München über „Ökonomie und ­ ana­gement von Krankheiten“. M

27. März Mit jeweils über einer Million Dollar fördert das Human Frontier Science Program (HFSP) zwei internationale Forschungskooperationen unter Führung des Helmholtz Zentrums München. Ziele sind die Erforschung des nicht-programmierten Zelltods sowie neuronaler Schaltkreise der Mechanosensorik.

1. April Prof. Dr. Oliver Eickelberg, Institut für Lungenbiologie und Lehrstuhl für Experimentelle Pneumologie der ­Ludwig-Maximilians-Universität München, nimmt in Paris den mit 60 000 Euro dotierten Gay-­LussacHumboldt-Forschungspreis entgegen. Foto: ESR

3. April Mit dem neuen Kundenworkshop „Science meets Administration” fördert das Helmholtz Zentrum München den internen Dialog zwischen Wissenschaft und Administration. In offener und ungezwungener Atmosphäre werden Fragen zu administrativen ­Prozessen im Zentrum diskutiert, Probleme angesprochen und gemeinsam nach Lösungswegen gesucht.

30. März Die Einführung der neuen Zentrumsgovernance ist abgeschlossen. Mit der Neufassung des Gesellschaftsvertrages wird der Public Corporate Governance Kodex, der die Grundsätze guter Unter­nehmensführung im Bereich des Bundes regelt, im Zentrum umgesetzt.

5. April iThera Medical GmbH wird mit dem Deutschen Innovationspreis in der Kategorie Start-ups ausgezeichnet. Das 2010 aus dem Zentrum ausgegründete Unternehmen entwickelt bildgebende Diagnosetechnik auf Basis einer opto­ akustischen Reaktionsfolge.

28. April Prof. Dr. Matthias Tschöp, Institut für Diabetes und Adipositas und Lehrstuhl für Stoffwechselerkrankungen der Technischen Universität München, erhält den mit 25 000 Euro dotierten Paul-Martini-Preis für die Entwicklung neuer Wirkstoffe, die von körper­ eigenen Hormonen abgeleitet sind.

12. Mai Der Wissenschaftliche Geschäftsführer des Helmholtz Zentrums München, Prof. Dr. Günther Wess, wird als Experte für die Bereiche ­Biotechnologie, Pharma und Life Science in den Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft berufen. 20. Mai Ein Forschungsprojekt von Dr. Ana Messias, Dr. Arie Geerlof und Dr. Arcangela Iuso wird von der Neuro­ degeneration with Brain Iron ­Accumulation (NBIA) Disorders ­Association mit 45 000 Dollar ge­fördert. Das Team setzt sich unter 22 Bewerbungen durch. 26. Mai Dr. Jürgen Frikel, Institute of Computational Biology, ist „Oberwolfach Leibniz Graduate Student“ und zur exklusiven Ober­­wol­fach Konferenz ­„Mathematics and Algorithms in Tomo­graphy“ ein­ geladen. 2014

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16. Juni Mit einem Rundgang, Musik und Sportaktivitäten wird der neu angelegte Campuspark eröffnet. Das Areal bietet auf rund 25 000 Quadratmetern Erholungsflächen, Kommunikationsund Rückzugsmöglichkeiten.

2014

17. Juni Dr. Julie Lucifora und Dr. Yuchen Xia, Institut für Virologie, erhalten den mit 7 500 Euro dotierten Preis der ­Deutschen Leberstiftung. 23. Juni Forscher des Helmholtz Zentrums München sind im Ranking des amerikanischen Informationsdienstleisters Thomson Reuters unter den Top-1-Prozent der Autoren der am häufigsten zitierten Veröffentlichungen. Im Bereich Molekulare Biologie und Genetik Dr. Christian Gieger, Prof. Dr. Thomas Meitinger und Prof. Dr. Dr. H. Erich Wichmann, im Bereich Tier- und Pflanzenforschung Dr. Klaus Mayer, sowie im Bereich Pharmakologie und Toxikologie Dr. Wolfgang Kreyling.

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5. August Prof. Dr. Hans-Ulrich Häring, Institut für Diabetes­forschung und Metaboli­ sche Erkrankungen des Helmholtz Zentrums München am Universitäts­ klinikum ­Tübingen, ist zum Mitglied der ­Leopoldina gewählt worden. Die Nationale ­Akademie der Wissenschaften beruft ihre Mit­glieder in einem mehrstufigen Auswahlverfahren. Voraussetzung ist eine herausragende Forscherpersönlichkeit mit exzellenten wissenschaftlichen Leistungen.

26. Juni Chemie-Nobelpreisträger Arieh W ­ arshel referiert am Zentrum über sein Forschungsgebiet „Multiscale ­modeling of the function of biological systems“. Warshel war auf Einladung von Prof. Dr. Messoud Efendiyev, ­Institute of Compu­tational Biology, im Zusammenhang mit dem 64. Nobelpreisträgertreffen in Lindau ans Zentrum gekommen. Unter den 600 nach Lindau geladenen Nachwuchswissenschaftlern ist auch Dr. Nina Henriette Uhlenhaut vom Helmholtz Zentrum München. 15. Juli Prof. Dr. Michael Atkinson, Institut für Strahlenbiologie und Lehrstuhl für Strahlenbiologie der Technischen Universität München, wird für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Strahlenforschung von der Association of Radiation Research (ARR) mit der Weiss-Medaille ausgezeichnet.

9. Juli Dr. Christine Autenrieth, Institut für Epidemiologie II, erhält den mit 5 000 Euro dotierten Dr. Hildegard und Heinrich Fuchs Preis zur Förderung des Medizinischen Nachwuchses der ­Medizinischen Fakultät der Ludwig­Maximilians-Universität München. 15. Juli Unter dem Slogan „Wissen für die Welt von morgen“ gehen 230 Läufer für das Helmholtz Zentrum München an den Start des legendären B2Run Firmenlaufs. Insgesamt nehmen 30 000 Mitarbeiter verschiedenster Münchner Institutionen an dem sportlichen Großevent teil.

22. Juli Prof. Dr. Anette-Gabriele Ziegler, Dr. Carolin Daniel, Dr. Stefanie Hauck und Prof. Dr. Ezio Bonifacio erhalten von der Juvenile Diabetes Research Foundation 550 000 US-Dollar zur Erforschung T-Zell-gesteuerter Immunreaktionen bei Typ-1-Diabetes. Das Forschungsprojekt ist eine Kooperation mit dem Center for Regenerative Therapies, Technische Universität Dresden.

9. September Dr. Dr. Melanie Königs­hoff, Institut für L­ ungenbiologie, erhält den ERS Idio­pathic Pulmonary Fibrosis (IPF) ­Research Award 2014. Der Preis wird im Rahmen des Kongresses der European Respiratory Society (ERS) vergeben.

Foto: Julia Zimmermann, © Schering Stiftung

15. September Bundesforschungsministerin Johanna Wanka, Bundesgesundheitsminister Hermann Gröhe und Wirtschaftsstaatssekretär Uwe Beckmeyer geben den Startschuss für den Pharma-Dialog mit Vertretern von Wissenschaft und Arznei­mittelherstellern. Prof. Dr. Günther Wess, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Helmholtz Zentrums München, gehört der Plattform an, die zum Ziel hat, den Standort Deutschland in den Bereichen Forschung, Entwicklung und Produktion hochwertiger Arzneimittel zu stärken.

23. September Prof. Dr. Magdalena Götz, Institut für Stammzellforschung und Lehrstuhl­ inhaberin für Physiologische Genomik an der Ludwig-Maximilians-Universität München, erhält den mit 50 000 Euro dotierten Ernst Schering Preis 2014.

Foto: Presseagentur Gesundheit / T. Maybaum

8. September Im Rahmen des Europäischen Kongresses der Lungenmediziner findet im Münchner Gasteig das 7. Patientenforum Lunge statt. Mit der Veranstaltung bietet der Lungeninformationsdienst Patienten und Angehörigen die Möglichkeit zum Austausch mit Experten. Neben der Rolle von Luftschadstoffen für Lungenerkrankungen stehen auch praktische Hinweise zur Verbesserung der Lebensqualität bei Lungenpatienten auf dem Programm.

23. September Prof. Dr. Axel Walch, Abteilung ­Analytische Pathologie, wird Präsident der Internationalen Gesellschaft für Histochemie.

19. September Dr. Kerstin Stemmer, Dr. Brian Finan, und Prof. Dr. Matthias Tschöp, Institut für Diabetes und Adipositas, sowie Prof. Dr. Richard DiMarchi, Indiana University, erhalten den mit 50 000 Euro dotierten Erwin ­Schrödinger-Preis 2014. Die Wissenschaftler haben in interdisziplinärer Zusammenarbeit eine hormonelle Substanz entwickelt, die neue Behandlungsmöglichkeiten von Typ-2-Diabetes und Adipositas eröffnet.

2014

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Foto: Ulrich Wirth, Klinikum Augsburg

6. Oktober Prof. Dr. Jochen Graw, Arbeitsgruppe Molekulare Augenerkrankungen am Institut für Entwicklungsgenetik, ist Vorsitzender der Sektion Molekular­ biologie, Genetik und Epidemiologie der European Association for Vision and Eye Research (EVER).

22. Oktober Das Zentrum eröffnet am Klinikum Augsburg das größte Studienzentrum der Nationalen Kohorte (NAKO). Die deutschlandweite Bevölkerungsstudie soll an 18 Standorten Ursachen und Risikofaktoren der wichtigsten Volkskrankheiten erforschen. Der Freistaat Bayern, bei der Eröffnung vertreten durch Wissenschaftsstaatssekretär Bernd Sibler, beteiligt sich in den ­ersten zehn Jahren mit 15 Millionen Euro an dem Projekt.

2014 8. Oktober Der Keynote-Speaker der vom Helmholtz Zentrum München ­organisierten Konferenz „Physics of Biological Sytems: Visualization and Manipulation of Cellular Communities” erhält den Chemie-Nobelpreis 2014: Dr. Eric Betzig, der eine Forschungsgruppe am Janelia Farm Research Campus des Howard Hughes Medical Institute leitet, bekommt den Preis zusammen mit

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William Moerner sowie dem deutsch-­ rumänischen Forscher Stefan Hell für die Entwicklung der superauflösenden Fluoreszenzmikroskopie. Auf dem Neuherberger Forschungscampus nimmt Preisträger Betzig Glückwünsche und Reporterfragen entgegen.

23. Oktober Prof. Dr. Matthias Tschöp, Institut für Diabetes und Adipositas und Lehrstuhl für Stoffwechselerkrankungen der Technischen Universität München, erhält den mit 25 000 Dollar ­dotierten Linda and Jack Gill Distinguished Scientist Award, der vom Linda and Jack Gill Center for Biomolecular Science der Indiana University Bloomington für herausragende wissenschaftliche Beiträge auf dem Gebiet der zellulären und molekularen Neurowissenschaften verliehen wird.

24. Oktober Mit einem internationalen wissenschaftlichen Symposium verabschieden die Abteilungen AMP und EGEN Prof. Dr. Anton Hartmann in den Ruhestand. Hartmanns Abteilung gab entscheiden­ de Impulse für die Erforschung der Mikroben-Pflanzen-Interaktion. Die Bakteriengattung Hartmannibacter diazotrophicus ist nach dem Wissen­ schaftler benannt, der mit seiner Ar­beitsgruppe insgesamt zwölf neue Bakterienspezies aus der Rhizosphäre von Pflanzen isoliert und beschrieben hat.

8. Dezember Die Zentralen Technischen Einrichtungen haben einen neuen Leiter: Der Architekt Andreas Pippig ist für die technische Betreuung und Weiterentwicklung des Campus zuständig.

19. November Das neu aufgelegte Postdoctoral ­Fellowship Program am Zentrum ­startet. Zwölf junge Wissenschaftler­ innen und Wissenschaftler wurden für das Programm ausgewählt. Foto: Total E-Quality e.V.

26. Oktober Das Helmholtz Zentrum München erhält zum 4. Mal das Prädikat TOTAL E-QUALITY. Es wird für erfolgreiches und nachhaltiges Engagement für die Chancengleichheit von Frauen und Männern im Beruf vergeben.

2. Dezember Ein ERC Starting Grant geht an Dr. Nina Henriette Uhlenhaut, Nachwuchs­ gruppenleiterin „­Molekulare Endokrinologie“. Sie erhält rund 1,5 ­Millionen Euro Förderung aus Mitteln des European Research Council (ERC) zur Untersuchung des Glukokortikoid­rezeptors, einer ­potenziellen Ziel­struktur bei ent­zünd­ li­chen Erkran­kungen.

11. Dezember Mit einer Podiumsdiskussion in der französischen Botschaft in Berlin geht die deutsch-französische Diabetesakademie an den Start. Unter der Moderation von Prof. Dr. Günther Wess, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Helmholtz Zentrums München, erörtern

Vertreter aus Wissenschaft, Politik und Industrie Herausforderungen der translationalen Diabetesforschung und der geplanten Zusammenarbeit. Foto: DZD/Budde

3. November Prof. Dr. Michael Schloter, Abteilung Umweltgenomik, erhält in Zagreb den Preis für internationale Zusammen­ arbeit verliehen. Der Preis, überreicht vom kroatischen Minister für Wissenschaft, Bildung und Sport, Vedran Mornar, würdigt die langjährige ­Kooperation auf den Gebieten Agrarbiotechnologie, Lebensmittelmikro­ biologie und Abwasserreinigung. 2014

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2015 Timeline

1. Januar Prof. Dr. Stephan Herzig leitet das neu gegründete Institut für Diabetes und Krebs. Das Helmholtz Zentrum München baut mit der Berufung seine Diabetes-Forschung weiter aus.

2015 1. Januar Das Paul Langerhans Institut für die Erforschung pankreatischer Inselzellen am Universitätsklinikum der Technischen Universität Dresden wird als Außenstelle Teil des Helmholtz Zentrums München. Den Ausbau des gemeinsamen Instituts unter Leitung von Prof. Dr. Michele Solimena fördert das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung e.V., eines der sechs Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung.

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1. Januar Die Strahlenschutzkommission beruft den Leiter der Auswertungsstelle am Helmholtz Zentrum München, Markus Figel, in den Ausschuss Strahlenschutztechnik.

1. Januar Das bayernweite Screening-Programm zur Früherkennung von Typ-1-­Diabetes bei Kindern startet. Durch frühe Dia­gnose können Komplikationen ­ver­mieden und betroffene Kinder bestmöglich behandelt werden. Schirmherrin des vom Helmholtz Zentrum München geleiteten Projekts ist die bayerische Staatsministerin für ­Gesundheit und Pflege Melanie Huml.

22. Januar Die Teilnehmer des neu aufgelegten Postdoctoral Fellowship Programms am Helmholtz Zentrum München ­kommen zum ersten Postdoc-Tag ­zusammen. Zentrale Themen sind Vernetzung, Kommunikation und Karrierewege. 30. Januar Das Projekt dermaSight wird in das „Helmholtz Enterprise“-Programm aufgenommen. Die geplante Ausgründung verfolgt die kommerzielle Entwicklung eines neuartigen bildgebenden Instruments für dermatologische und endoskopische Untersuchungen.

30. Januar Der Validierungsfonds der H ­ elmholtz-­ Gemeinschaft fördert zwei Kooperationsprojekte von Helmholtz Zentrum München und Deutschem Krebsforschungszentrum: Ein Therapie-Konzept bei Leberzell-Karzinomen mit assoziiertem Hepatitis-B-Virus sowie ein neuer Ansatz zur Verbesserung der Insulinsensitivität der Leber. 9. Februar Stefan Müller, Parlamentarischer Staatssekretär bei der Bundesministerin für Bildung und Forschung, übergibt in München Förderurkunden für die Erforschung seltener angeborener Erkrankungen in Mitochondrien. Sein Ministerium unterstützt das Gemeinschaftsprojekt von Technischer Universität, Ludwig-Maximilians-Universität und Helmholtz Zentrum München mit zwei Millionen Euro.

17. März Dr. Christiane Fuchs, Institute of Computational Biology, wird mit dem Gustav Adolf Lienert Preis 2015 der Deutschen Region der Internationalen Biometrischen Gesellschaft (IBS-DR) ausgezeichnet.

24. Februar Virtuelle Räume visualisiert die Licht-Installation des Münchner Künstlers Roland Burkart auf dem Neuherberger Campus. Installation und Ausstellung sind Teil einer Veranstaltungsreihe des Zentrums, die Wissenschaft und Kunst in Beziehung setzt.

1. April Dr. Martin Elsner, kürzlich mit einem ERC Consolidator Grant ausgezeichnet, ist nun in die Young Academy of Europe (YAE) aufgenommen worden, die junge Spitzenforscherinnen und -forscher verschiedener Disziplinen aus ganz Europa zusammen bringt.

1. Januar Rudolf Guggenmoser ist neuer Leiter der Finanzabteilung am Helmholtz Zentrum München. Guggenmoser übernimmt die Leitungsfunktion von Gerolf Schmidl, der an die Spitze der Abteilung Beteiligungsmanagement wechselt.

15. Januar Prof. Dr. Anette-Gabriele Ziegler, Institut für Diabetesforschung und Lehrstuhlinhaberin Diabetes und Gestationsdiabetes an der Technischen Universität München, erhält eine Brownlee-Gastdozentur an der Harvard Medical School.

20. Februar Dr. Dr. Melanie Königshoff, Institut für Lungenbiologie, erhält gemeinsam mit Kollegen aus den Niederlanden und Japan einen Grant in Höhe von nahezu 600 000 Euro. Die Mittel der niederländischen Lungenstiftung dienen zur Erforschung pharmakologischer Ansätze bei chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen (COPD).

2015

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2015 1. April Prof. Dr. Jean Charles Munch, lang­ jähriger Direktor des Instituts für Boden­ökologie und Lehrstuhlinhaber für Bodenökologie der Technischen Universität München, geht in den Ruhe­stand. Munchs Forschung fokussierte auf Böden, Mikroorganismen und Pflanzenökosysteme.

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1. April Prof. Dr. med. Heinz Höfler, seit 1989 Direktor des Instituts für Pathologie und Lehrstuhlinhaber für ­Allgemeine Pathologie und Pathologische ­Anato­mie der Technischen Universität München, tritt in den Ruhestand. Er ist Träger des Österreichischen Ehrenkreuzes für Wissenschaft und Kunst 1. Klasse sowie seit 2004 Mitglied der Leopoldina. Die kommissarische Leitung des Instituts übernimmt Prof. Dr. Michaela Aubele.

14. April Dr. Peter Jacob, Institut für Strahlenschutz, leitet die deutsche Delegation bei der 62. Sitzung des United Nations Scientific Commitee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). Die Berichte von UNSCEAR sind wissenschaftliche Basis für die Bewertung von Strahlenrisiken und die Strahlenschutzgesetzgebung weltweit.

22. April Prof. Dr. Martin Hrabe� de Angelis, Institut für Experimentelle Genetik und Lehrstuhlinhaber an der ­Technischen Universität München, ist neuer incoming Präsident der International Mammalian Genome Society (IMGS).

27. April Rund 80 Vertreter aus Wissenschaft und Verwaltung treffen sich zum zweiten Workshop „Science Meets Administration“. Ziel des Treffens ist, die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Verwaltung am Helmholtz Zentrum München weiter zu entwickeln und einen intensiven Dialog zu führen.

1. Juni Prof. Dr. Juliane Winkelmann leitet das neu gegründete Institut für Neurogeno­ mik. Die Fachärztin für Neurologie ist Inhaberin des Lehrstuhls für Neuro­ genetik an der Technischen Universität München.

29. April Der bayerische Staatssekretär für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst, Bernd Sibler, legt gemeinsam mit Vertretern des Helmholtz Zentrums München den Grundstein für den Helmholtz Diabetes Campus. Ziel ist es, in den geplanten Gebäudekomplexen

alle Diabetesaktivitäten des Zentrums nach internationalen Standards unterzubringen.

27. April Das Helmholtz Zentrum München beteiligt sich zum zehnten Mal am bundesweiten Girls' Day. 60 Mädchen zwischen 13 und 17 Jahren nehmen ­Einblick in den Forscheralltag. Gleichzeitig hat der Boys' Day mit zwei Teilnehmern Premiere am Zentrum.

20. Juni Rund 100 Teilnehmer informieren sich beim 3. Patiententag Diabetes in Nürnberg über aktuelle Forschungsansätze zum Krankheitsbild. Die Veranstaltung des Diabetesinformationsdienstes wird vom Klinikum Nürnberg-Süd vor Ort unterstützt. Neben den ­Referenten stehen Vertreter des Deutschen ­Zentrums für Diabetesforschung (DZD) sowie von Patientenorganisationen aus Bayern und dem Nürnberger Umfeld als Ansprechpartner zur Verfügung.

29. Juni Der Bundestagsabgeordnete Florian Hahn informiert sich im Helmholtz Zentrum München über aktuelle Ergebnisse aus der Allergieforschung. Mit Prof. Dr. Carsten Schmidt-­Weber und Mitarbeitern des Instituts für ­Allergieforschung diskutiert der ­Politiker gesellschaftliche Heraus­ forderungen durch allergische ­Erkrankungen.

29. Juni Prof. Dr. Stephan Herzig, Institut für Diabetes und Krebs und Lehrstuhl Molekulare Stoffwechselkontrolle der Technischen Universität München, erhält den mit 7 500 Euro dotierten Preis der Deutschen Leberstiftung 2015 verliehen.

1. Juni Prof. Dr. Stephanie E. Combs ist zur ­Direktorin des neu gegründeten Instituts für Innovative Radiotherapie (IRT) am Helmholtz Zentrum München berufen worden. Combs leitet außerdem die ­Klinik für Radioonkologie und Strahlen­ therapie am Klinikum rechts der Isar.

2015

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7. Juli Prof. Dr. John Andrew Todd, Direktor der Juvenile Diabetes Research Foundation am Cambridge Institute for Medical Research, erhält einen der fünf mit 20 000 Euro dotierten Helmholtz International Fellow Awards 2015. Der Experte für Typ-1-Diabetes ist vom Helmholtz Zentrum München nominiert worden, wo er mit Prof. Dr. Anette-Gabriele Ziegler in der Präventionsinitiative des Leona M. und Harry B. Helmsley Charitable Trust zusammen arbeitet.

2015 13. Juli Fünf interdisziplinäre Projekte aus dem internen Environmental Health Programm des Zentrums stellen sich im Rahmen eines Symposiums erfolgreich einer ersten Beurteilung durch internationale Gutachter. Die Initiative hat zum Ziel, neue Ansätze innerhalb der biomedizinischen Forschung zu entwickeln und umfasst die Bereiche Allergie, Mikrobiom und Nanopartikel. 4. August Dr. Christian Griebler, Institut für Grundwasserökologie, ist Koordinator des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit über zwei Millionen Euro geförderten Verbundprojekts GroundCare. Es soll neue ökologische Indikatoren und Methoden entwickeln, um die Grundwasserqualität zu bewerten und Ökosystemdienstleistungen nachhaltig zu nutzen.

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1. September Am Zentrum beginnen dreizehn junge Frauen und Männer ihre Berufsausbildung: Ein Fachinformatiker für Systemintegration, drei Kaufrauen für Büromanagement, eine Tierplegerin der Fachrichtung Forschung und Klinik, und acht Biologielaborantinnen und -laboranten.

30. September Zentrale Messstationen der AgrarForschungsstation Scheyern bleiben als Teil des TERENO-Netzwerkes der Helmholtz-Gemeinschaft bestehen. Aus dem Betrieb des Versuchsguts hat sich das Zentrum nach Auslaufen des Pachtvertrags zurückgezogen. 7. / 8. September Beim alljährlichen Teamworkshop meistern die Auszubildenden des ersten und zweiten Lehrjahres gemeinsame Aufgaben. Die Teilnehmer leisten auch im weiteren Ausbildungsverlauf gegenseitige Unterstützung.

1. Oktober Prof. Dr. Robert Schneider leitet das neu gegründete Institut für Funktionale Epigenetik. Ziel des Instituts ist es, die Mechanismen der Genregulation besser zu verstehen und deren Grundlagen aufzuklären.

12. Oktober Prof. Dr. Dierk Niessing, Institut für Strukturbiologie und Biomedizinisches Centrum der Ludwig-MaximiliansUniversität München, ist Leiter und Sprecher der neuen DFG-Forschergruppe „Logistik der Zelle“. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert den interdisziplinären Verbund mit rund zwei Millionen Euro. 12. Oktober Dr. Ana Messias, Dr. Arie Geerlof und Dr. Arcangela Iuso erhalten eine zweite Fördersumme von knapp 50 000 US-Dollar der Neurodegeneration with Brain Iron Accumulation (NBIA) Disorders Association zur Erforschung krankhafter Speicherphänomene.

15. Oktober Das neu gegründete Startup-Unternehmen BigChem GmbH unter Leitung von Dr. Igor Tetko bietet Big-Data Lösungen für die Arzneimittelentwicklung. Produkte und Dienstleistungen basieren auf Forschungsarbeiten des Zentrums. BigChem erhält für die Entwicklung neuer Analysemethoden großer Substanzbibliotheken eine Förderung der Europäischen Kommission in Höhe von 2,5 Millionen Euro.

Foto: Julia Zimmermann, © Schering Stiftung

1. Oktober Das neu gegründete Institut für Epigenetik und Stammzellen wird von Prof. Dr. Maria-Elena Torres-Padilla geleitet. Im Fokus steht der Einluss der Epigenetik während der frühen embryonalen Entwicklung.

5. September Prof. Dr. Vasilis Ntziachristos, Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung und Lehrstuhlinhaber an der Technischen Universität München, erhält den Gold Medal Award der World Molecular Imaging Society (WMIS) für seine Pionierarbeiten auf dem Gebiet der optischen molekularen Bildgebung.

28. September Die Schering Stiftung verleiht den mit 10 000 Euro dotierten Friedmund Neumann Preis 2015 an Dr. Nina Henriette Uhlenhaut, Emmy Noether Gruppe „Molekulare Endokrinologie“.

6. Oktober Im Augsburger Glaspalast eröfnet das neue KORA-Studienzentrum. Es bietet moderne Labors und Untersuchungsräume für die Teilnehmer der Bevölkerungsstudien zu Herzkreislauf- und Lungenerkrankungen, Diabetes sowie Allergien. Vor allem genetische Studien haben von den Daten der international genutzten Forschungsplattform proitiert.

13. Oktober Der neue Präsident der HelmholtzGemeinschaft Deutscher Forschungszentren kommt nach Neuherberg. Prof. Dr. Otmar Wiestler spricht bei seinem Antrittsbesuch über gesellschaftliche Herausforderungen und die thematische Aufstellung der größten deutschen Forschungsorganisation.

26. Oktober Prof. Dr. Annette Peters, Institut für Epidemiologie II, ist neues Mitglied im wissenschaftlichen Vorstand der Nationalen Kohorte (NAKO), Deutschlands größter Gesundheitsstudie. Sie wurde als Nachfolgerin von Prof. Dr. Rudolf Kaaks in den Vorstand gewählt. NAKO-Mitinitiator Prof. Dr. Dr. H.-Erich Wichmann, ehemaliger Direktor des Instituts für Epidemiologie und Emeritus, hat sich aus seiner Beraterfunktion zurückgezogen. 28. Oktober Prof. Dr. Michael Sattler, Institut für Strukturbiologie und Lehrstuhlinhaber an der Technischen Universität München, ist Koordinator des ITN-Projekts AEGIS zur Entwicklung innovativer Wirkstofe gegen Schlafkrankheit, Malaria und Tuberkulose.

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29. Oktober PD Dr. Sabrina Schreiner, Institut für Virologie, erhält den mit 5 000 Euro dotierten Jürgen-Wehland-Preis.

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11. November Dr. Julia Heß, Abteilung Strahlen­ zytogenetik, erhält den ­MELODI-Award 2015 der Multidisciplinary ­European Low Dose Initiative. Von der Gesell­ schaft für biologische Strahlen­ forschung e.V. (GBS) wurde Heß mit dem Dieter Frankenberg Nachwuchs­ preis 2015 ausgezeichnet.

16. November Auf Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung konstituiert sich das Forum Gesundheits­ forschung. Das Expertengremium wird Vorschläge zur Weiterentwicklung der Gesundheitsforschung erarbeiten und einen systematischen Dialog zwischen den verschiedenen Akteuren ermög­ lichen. Vorsitzender der Arbeitsgruppe Infrastruktur ist Prof. Dr. Günther Wess, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Helmholtz Zentrums München und Vizepräsident Gesundheit der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.

18. November Die Gewinner des Doktorandenpreises 2015 des Helmholtz Zentrums ­München sind Dr. Joana Santos Barbosa und Dr. Matthias Pfeifer. Die mit 1 500 Euro dotierte Auszeichnung würdigt die herausragenden Leistungen der beiden Nachwuchswissenschaftler. Sie wird von der Münchner Bank finanziell gefördert und zusammen mit dem Verein der Freunde und Förderer des Helmholtz Zentrums München (VdFF)

verliehen. Barbosa fertigte ihre Dissertation am Institut für Stammzell­ forschung, Matthias Pfeifer schrieb seine Doktorarbeit in der Abteilung Genomik und Systembiologie pflanz­ licher Genome und promovierte an der Technischen Universität München.

1. Dezember Dr. Nikola Müller, Martin Preusse und Prof. Dr. Dr. Fabian Theis vom ­Institute of Computational Biology am ­Helmholtz Zentrum München sind unter den Gewinnern des m4-Award, mit dem das Bayerische Wirtschafts­ ministerium innovative b­ iomedizinische Forschungsprojekte auszeichnet. Ihr Projekt „­KNOWING - Turning Big Data into Personalized Therapies” wird für zwei Jahre mit einer Summe von 500 000 Euro gefördert. Foto: BioM

19. November Zehn Jugend forscht-Preisträger im Fachbereich Biologie besuchen im Rahmen eines Stipendiums der ­ elmholtz-Gemeinschaft zwei Tage H lang das Zentrum. Darunter ist auch Mara Lauer, Bundessiegerin 2015 des Jugend forscht-Wettbewerbs Biologie.

20. November Für ihre Verdienste um die Allergieforschung erhält Dr. Stefanie Eyerich vom Zentrum Allergie und Umwelt des Helmholtz Zentrums München und der Technischen Universität München den mit 20 000 Euro dotierten WAO Henning Løwenstein Research Award. Verliehen wird der Preis im Namen der World Allergy Organization (WAO) an junge Forscher, die exzellente Arbeit im Bereich Allergieforschung geleistet haben.

2. Dezember 2015 Ernährungsstaatssekretär Dr. Robert Kloos übergibt in Berlin die Förderbescheide für ein Verbundvorhaben zur Sequenzierung und Analyse des Weizengenoms, das von Wissenschaftlern der Abteilung Genomik und Systembiologie pflanzlicher Genome am Helmholtz Zentrum München gemeinsam mit Arbeitsgruppen des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben umgesetzt wird. Die ­Forscher um Projektkoordinator Dr. Klaus Mayer erhielten im Rahmen des Innovationsprogramms insgesamt knapp 1,5 Millionen Euro Fördermittel.

15. Dezember 2015 Das European Research Council (ERC) unterstützt drei Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München in ihren Forschungsvorhaben mit knapp sechs Millionen Euro. Prof. Dr. Daniel ­Razansky, ­Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung, PD Dr. med. Irmela Jeremias, Ab­teilung Genvektoren, und Prof. Dr. Mathias Heikenwälder, Institut für Virologie, erhalten jeweils knapp zwei Millionen Euro für ihre Forschungsvorhaben.

Mit insgesamt 19 eingeworbenen ERC Grants liegt das Helmholtz Zentrum München an der Spitze der ­Helmholtz-Gemeinschaft.

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Timeline 55


Aufnahme: Jerome Buters, Christine Weil, Ulrich Zißler, IAF/ZAUM

n Ausgewählte Publikatione 1. Januar 2014 bis 31. Dezember 2015

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Featured Science


DIABETESFORSCHUNG Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Featured Science: Highlights Blutzuckerwerte effektiver senken Untersuchungen in Zusammenarbeit mit Sanofi Aventis haben den Wirkungs­ mechanismus der Kombinationstherapie von Metformin und SGLT2-Hemmern ­aufgezeigt. SGLT2-Hemmer fördern die Zuckerausscheidung über den Harn und senken so den Blutzucker. Dies führt zu einer erhöhten Zuckerproduktion in der Leber. Metformin hingegen bremst die körpereigene Zuckerproduktion. Durch das Zusammenspiel beider Substanzen sinkt der Blutzucker effektiv und ­langanhaltend.

Susanne Neschen et al.: Metformin Supports the Anti­diabetic Effect of a So­ dium Glucose Cotransporter 2 Inhibitor by Suppressing Endogenous Glucose Production in Diabetic Mice. Diabetes 64 (2015) | doi: 10.2337/db14-0393

Metformin senkt Cholesterin Die Einnahme von Metformin beeinflusst die Blutfettwerte über eine Aktivierung des Protein-Komplexes AMPK in der Leber. Dadurch werden vermutlich die Gene FADS1 und 2 herunter reguliert, was sich in gesenkten Konzentrationen dreier Lipid-Metabolite widerspiegelt und zu niedrigeren LDL-Cholesterin-Werten führt. Dies ist das Ergebnis einer Untersuchung von Metabolit-Konzentrationen und den genetischen Informationen aus Blutproben von über 1 800 Teilnehmern der groß angelegten KORA-Studie.

Tao Xu et al.: Effects of Metformin on Metabolite Profiles and LDL Cholesterol in Type 2 Diabetes Patients. Diabetes Care 38 (2015) | doi: 10.2337/dc15-0658

Hochfettdiät verstärkt Insulinresistenz Hochfettdiät reduziert im Mausmodell die Expression von Enzymen des Epoxy­ eikosatriensäure-Synthesewegs und hemmt dadurch indirekt die Insulinwirkung. Der Epoxyeikosatriensäure-Syntheseweg ist ein pharmakologischer Ansatzpunkt. Medikamente, die ihn verstärken, werden derzeit in klinischen Studien für kardio­ vaskuläre Indikationen getestet.

Alexander Schäfer et al.: The Epoxyeicosatrienoic Acid Pathway Enhances Hepatic Insulin Signaling and is Repressed in Insulin-Resistant Mouse Liver. MCP 14 (2015) | doi: 10.1074/mcp.M115.049064

Adipöses Netzwerk Wie Ernährung, Umwelt, Genetik und die Zusammensetzung der Darmbakterien­ flora bei der Entwicklung von metabolischem Syndrom interagieren, zeigt eine Studie in Kooperation mit dem Joslin Diabetes Center in Boston. Die Studie gibt Hinweise für die Auswertbarkeit und Übertragbarkeit von in vivo Versuchen zwischen Laboren und hat Auswirkungen auf aktuelle Forschungsvorhaben, die darauf abzielen, Adipositas durch den Transfer von Darm-Bakterien zu begegnen.

Siegfried Ussar et al:. Interactions between Gut Microbiota, Host Genetics and Diet Modulate the Pre­ disposition to Obesity and Metabolic Syndrome. Cell Metabolism 22 (2015) | doi: 10.1016/j.cmet.2015.07.007

Nanotunnel verbessern Zellatmung Das Protein Calcineurin übernimmt eine zentrale Funktion bei der adaptiven Regulation von Körpergewicht und Energiehomöostase. Bei Fliegen und Mäusen wurde erstmals ein Mechanismus beschrieben, bei dem die Zelle durch Bildung von länglichen mitochondrialen Nanotunneln die Zellatmung verstärken und hierdurch eine allgemeine Verbesserung des Energie- und Glukosehaushalts im gesamten Körper bewirken kann.

Paul Pfluger et al.: Calcineurin Links Mito­ chondrial Elongation with Energy Metabolism. Cell Metabolism 22 (2015) | doi: 10.1016/j.cmet.2015.08.022

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Differenzierungsmechanismen von endodermalen Vorläuferzellen identifiziert Der Wnt/β-Catenin-Signalweg und die microRNA 335 sind wesentlich daran be­ teiligt, aus Stammzellen differenzierte endodermale Vorläuferzellen auszu­bilden. Diese organisieren sich in Keimblättern und sind damit Ursprung ­verschiedener Gewebetypen, unter anderem der Bauchspeicheldrüse und ihrer insulinbilden­ den Betazellen. Wnt/β-Catenin-Signalweg und microRNA 335 stellen somit ­molekulare Schlüsselfunktionen der Stammzelldifferenzierung dar, die für die Betazell-Ersatztherapie bei Diabetes genutzt werden könnten (www.hum-en.eu).

Silvia Engert et al.: Wnt/β-­­­ catenin Signalling Regu­ lates Sox17 Expression and is Essential for Organizer and Endoderm Formation in the Mouse. Development (2013) | doi:10.1242/dev.­ 088765 || Dapeng Yang et al.: miR335 Promotes Mesendo­ dermal Lineage Segregation and Shapes a Transcription Factor Gradient in the Endoderm. Development (2014) | doi:10.1242/ dev.104232

Muriner Embryo im Gastrula Stadium. Das außenliegende Endoderm besteht aus embryonalen Zellen (rot) und wenigen vereinzelten extraembryonalen Zellen (grün). Auffällig ist die Anhäufung extraembryonaler Zellen auf der posterioren Seite, wo sie den Primitivstreifen überlagern. Diese posterioren viszeralen Endodermzellen spielen eine wichtige Rolle bei der Musterbildung des Embryos.

Diabetesforschung

Featured Science 59


DIABETESFORSCHUNG Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Triple-Hormon reguliert Blutzucker Ein neuer Wirkstoff, der die Wirkungen von drei Magen-Darm-Hormonen auf sich vereint, senkt im Tiermodell den Blutzuckerspiegel, reduziert das Körperfett in bisher ungekanntem Ausmaß und verbessert Leberverfettung, Cholesterinwerte und Kalorienverbrennung. Das Triple-Hormon wirkt spezifisch und zu gleichen Teilen an den drei Zielorten, den Rezeptoren von GLP-1, GIP und Glukagon. GLP-1 und GIP bewirken eine vermehrte Insulin-Ausschüttung und senken dadurch den Blutzuckerspiegel. Darüber hinaus zügelt GLP-1 den Appetit. Das dritte Hormon, Glukagon, steigert langfristig vor allem die Kalorienverbrennung.

Brian Finan et al.: A R ­ atio­nally Designed Monomeric Peptide Triagonist Corrects Obesity and Diabetes in Rodents. Nature Medicine 21 (2014) | doi: 10.1038/nm.3761

Molekularer Fingerzeig für Typ-1-Diabetes Vor einer Diagnose von Typ-1-Diabetes zirkulieren Autoantikörper gegen die In­ sulin produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse im Blut. Bei Kindern wurde kurz vor dem erstmaligen Auftreten der Autoantikörper ein vorübergehender deutlicher Anstieg in der Expression von Genen, die mit einer antiviralen Inter­ feron (IFN)-Immunantwort einhergehen, beobachtet. Die IFN-Immunantwort steht dabei oft mit einer kurz zuvor durchgemachten Atemwegserkrankung im Zusammenhang – ein neuer Hinweis darauf, dass auch Erkrankungen der oberen Atemwege zur Entstehung von Typ-1-Diabetes beitragen können.

Ricardo C. Ferreira et al.: A Type I Interferon Transcrip­ tional Signature Precedes Autoimmunity in Children Genetically at-risk of Type 1 Diabetes. Diabetes (2014) | doi: 10.2337/db13-1777

Diagnostischer Marker für Typ-1-Diabetes bei Erwachsenen Anhand der Affinität der Antikörperreaktion gegen das Enzym Glutamat-Decarboxylase (GAD) können Patienten mit LADA – einer Form des autoimmunen Typ-1-Diabetes im Erwachsenenalter – von Patienten mit nicht-autoimmunem Typ-2-Diabetes unterschieden werden. GAD-Antikörper mit hoher Affinität treten bei Patienten auf, die nur noch wenig eigenes Insulin produzieren und schon nach relativ kurzer Zeit eine Insulintherapie benötigen.

Stephanie Krause et al.: GAD Autoantibody Affinity in Adult Patients with Latent Autoimmune Diabetes, the Study Participants of a GAD65 Vaccination Trial. Diabetes Care (2014) | doi: 10.2337/dc13-1719

Vorbeugende Insulin-Impfung erfolgversprechend Auswertungen der internationalen Pre-POINT-Studie deuten auf eine positive Immun­reaktion bei Risikopersonen hin, die Insulin oral verabreicht bekamen. In der Doppelblindstudie wurden Kinder mit einem hohen Erkrankungsrisiko für Ty-1-­Diabetes ein halbes Jahr einmal täglich mit oralem Insulin behandelt. Die Kontrollgruppe erhielt nur ein wirkungsloses Placebo. Das Insulin wurde pro­ phylaktisch als Impfstoff zu einem Zeitpunkt verabreicht, an dem die Kinder noch keine Autoimmunreaktion – das heißt noch keine Autoantikörper – entwickelt hatten. Ziel dieser Insulin-Impfung ist, eine Immuntoleranz gegen körpereigene Proteine zu entwickeln. Dadurch soll eine Autoimmunreaktion, die zum Typ-1-­ Diabetes führen kann, verhindert werden. Es wird angestrebt, in nachfolgenden Studien eine größere Anzahl von Teilnehmern mit hohem Erkrankungsrisiko für Typ-1-Diabetes zu behandeln. Sollte der Impfstoff die Autoimmunerkrankung dauerhaft verhindern, wäre eine flächendeckende Vorsorgeimpfung möglich.

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Warnzeichen für Diabetes Aus bevölkerungsbasierten Daten von etwa 10 000 Teilnehmern der MONICA/­ KORA-Kohortenstudie wurden unspezifische körperliche Beschwerden anhand ­eines Score-Systems erfasst. Pro Score-Wert stieg das Risiko, an Typ-2-­Diabetes zu erkranken, um zwei Prozent an. Diese Risikoerhöhung war unabhängig von klassischen Diabetes-Risikofaktoren, wie Übergewicht, Bluthochdruck oder ­Rauchen. Die Autoren schlagen vor, entsprechende Symptommuster als mögliche Warnzeichen in der Früherkennung von Stoffwechselerkrankungen zu berück­ sichtigen.

Jens Baumert et al.: A Pattern of Unspecific Somatic Symptoms as Longterm Premonitory Signs of Type 2 Diabetes: Findings from the Population-based MONICA/KORA Cohort Study, 1984-2009. BMC Endocrine Disorders 14 (2014) | doi:10.1186/14726823-14-87

Koordinierte Zilienschläge Flimmerhärchen oder Zilien sorgen auf epithelialen Geweben für die Leitung von Reizen oder den Transport von Sekreten, beispielsweise in der Lunge oder im Darm. Zilien werden von Basalkörpern an der Plasmamembran verankert und an einer bestimmten Position in einer Zelle lokalisiert. Diese Ausrichtung erfolgt im Rahmen der Planaren Zell-Polaritätsentwicklung. Die Autoren k­ onnten am Beispiel des Innenohrs zeigen, dass die Proteine Flattop und Dlg3 eine wichtige ­Rolle beim Erwerb der Planaren Zell-Polarität spielen. Beide Proteine ­interagieren im Innenohr physikalisch miteinander und dirigieren die korrekte Positionierung der Haarzellen in der Hörschnecke.

Moritz Gegg et al.: Flattop Regulates Basal Body Docking and Positioning in Mono- and Multiciliated Cells. E-Life 2014 | doi: 10.7554/eLife.03842 Bild: Moritz Gegg Zilien cochlea.jpg

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Cilien der Hörschnecke im Innenohr der Maus. Aufnahme: Moritz Gegg/Luise Jennen

Ezio Bonifacio et al.: Effects of High-Dose Oral Insulin on Immune Responses in Children at High Risk for Type 1 Diabetes – The PrePOINT Randomized Clinical Trial. JAMA 313(2015) | doi:10.1001/jama.2015.2928

Diabetesforschung

Featured Science 61


DIABETESFORSCHUNG Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Langerhans‘sche Insel mit Zilien. Aufnahme: Yan Xiong

Zilien und Insulinausschüttung Zilien sind winzige Fortsätze an Zellen mit wichtigen Funktionen. So konnte jetzt gezeigt werden, dass auf den Zilien von Betazellen in der Bauchspeicheldrüse Insulinrezeptoren sitzen. Werden die insulinbildenden Betazellen stimuliert, finden sich vermehrt Insulinrezeptoren auf ihren Zilien. Die Zilien spielen somit eine wichtige Rolle für die Ausschüttung und die weitere Signalübertragung des zuckersenkenden Hormons Insulin. Im Tiermodell fanden sich deutlich erhöhte Blutzuckerspiegel, wenn Zilien genetisch bedingt vermindert oder in ihrer Funk­ tion eingeschränkt waren. Auch die Insulinausschüttung war im präklinischen Modell mit defekten Zilien reduziert. Risiko-Test für Diabetes nach der Schwangerschaft Mit einer neuen Methode kann die Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung eines postpartum Diabetes anhand einfach zu bestimmender Parameter präzise vorher gesagt werden. Basierend auf Daten von 257 Fällen von Gestationsdiabetes, die über einen Zeitraum von 20 Jahren beobachtet werden, wurde ein einfach an­ zuwendendes Punktesystem entwickelt, das sich als Vorhersagemodell für die Klinik eignet.

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Jantje Gerdes et al.: Ciliary Dysfunction Impairs Insulin Secretion and Promotes Development of Type 2 Dia­betes in Rodents. Nature Communications 5 (2014) | doi: 10.1038/ncomms6308

Meike Koehler et al.: Development of a Simple Tool to Predict the Risk of Postpartum Diabetes in Women with Gestational Diabetes Mellitus. Acta Diabetologica (2015) | doi: 10.1007/s00592-015-0814-0

Fehler in der DNA-Kontrolle erhöht Diabetes-Risiko DNA-Marker signalisieren häufig erhöhte Risiken für bestimmte Erkrankungen, oft ist aber unklar, welche DNA-Variante eine Krankheit auslöst. Nun wurde eine Variante identifiziert, die an Typ-2-Diabetes beteiligt ist. Sie liegt in einem nicht-kodierenden DNA-Bereich und stört die Bindung von Transkriptionsfaktoren an die DNA. Dies führt zur erhöhten Konzentration von freien Fettsäuren, einem Risikofaktor für eine Typ-2-Diabetes-Vorstufe. Die Analyse der DNA gelang mit einem neuen Verfahren, das DNA-Bindestellen verschiedener Tierarten miteinan­ der vergleicht: Je ähnlicher die Sequenz, umso größer ist ihre biologische Bedeu­ tung. So können wichtige Bindestellen und ihre Varianten identifiziert werden.

Melina Claussnitzer et al.: Leveraging Cross-Species Transcription Factor Binding Site Patterns: From Dia­ betes Risk Loci to Disease Mechanisms. Cell 156 (2014) 343–358 | doi:10.1016/j. cell.2013.10.058

Insulin aktiviert Stoffwechselzentrale des Gehirns Erstmals wurde beim Menschen nachgewiesen, dass selektive Insulinwirkung in bestimmten Gehirngebieten den Zuckerstoffwechsel im gesamten Körper ver­bessert. Der Effekt konnte nur bei schlanken Personen gefunden werden, ­übergewichtige Studienteilnehmer waren hingegen resistent gegenüber der ­Insulinwirkung im Gehirn. Die Studien zeigen, dass veränderte Reaktionen im ­Gehirn an der Entstehung der Ganzkörper-Insulinresistenz, einem zentralen ­Faktor des Typ-2-Diabetes, beteiligt sind.

Martin Heni et al.: Central Insulin Administration Improves Whole-body Insulin Sensitivity via Hypothalamus and Parasympathetic Outputs in Men. Diabetes 63 (2014) | doi: 10.2337/db14-0477

Gewichtszunahme und Darmstoffwechsel Gewichtszunahme hat Folgen für die Stoffwechselleistung sowie die bakterielle Gemeinschaft im Magen-Darm-Trakt. Mit Verfahren der ultrahochauflösenden Massenspektrometrie wurden bei Mäusen Stoffwechselprofile und Diversität der Darmflora erfasst. In einer zweiten Studie wurde gezeigt, dass der ­Stoffwechsel in einem diabetischen Tiermodell insbesondere durch bislang unbekannte s­ chwefelhaltige Metabolite charakterisiert ist. Diabetes-Patienten mit gutem Selbstmanagement leben länger Wissenschaftler haben 340 KORA-Studienteilnehmer mit Typ-2-Diabetes im ­Hinblick auf ihr Patientenverhalten untersucht und unter anderem die regel­ mäßige Kontrolle des Blutzuckerspiegels, das Führen eines Ernährungsplans und die körperliche Aktivität abgefragt. Patienten mit gutem Selbstmanagement haben ein signifikant verringertes Sterberisiko. Dies untermauert den hohen ­Stellenwert des Patientenverhaltens bei der Behandlung von Diabetes.

Alesia Walker et al.: Distinct Signatures of Host–micro­ bi­al Meta-metabolome and Gut Microbiome in Two Q1 C57BL/6 Strains under High-­fat Diet. The ISME Journal 8 (2014) | doi: 10.1038/ismej.2014.79 || Alesia Walker et al.: The Importance of Sulfur-­ containing Metabolites in Discriminating Fecal Extracts between Normal and Type 2 Diabetic Mice. Journal of Proteome Research 13 (2014) | doi: 10.1021/pr500046b Michael Laxy et al.: The Association Between Patient-Reported SelfMana­gement Behavior, Intermediate Clinical Outcomes, and Mortality in Patients With Type 2 Diabetes: Results From the KORA-A Study. Diabetes Care (2014) | doi: 10.2337/ dc13-2533

Diabetesforschung

Featured Science 63


DIABETESFORSCHUNG

Diabetesforschung

Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

LUNGEN- + ALLERGIEFORSCHUNG

Vitamin-D-Mangel auch schon bei Typ-1-Prädiabetes Bei Kindern mit neu-diagnostiziertem Typ-1-Diabetes und bei Kindern, die noch nicht erkrankt sind, jedoch mehrere Autoantikörper aufweisen, wurde ein ­Vitamin-D-Mangel beobachtet, der dem Ausbruch der Erkrankung voraus­ geht und möglicherweise bereits eine Folge der Immunreaktion ist. Eine frühe Dia­gnose kann schwere Stoffwechselentgleisungen verhindern und dient der Aufklärung zugrunde liegender Mechanismen. Darüber hinaus ist die Vorher­ sage, ob und zu welchem Zeitpunkt Typ-1-Diabetes ausbricht, ­essentiell für ­Präventionsmaßnahmen. Um die Bedeutung von Umwelteinflüssen besser abschätzen zu können, ist die Untersuchung größerer Populationen ­essentiell. ­Hierzu soll das Modellprojekt „Diabetes 2015“ durchgeführt werden: ein ­bayernweites Screening zur Frühdiagnose des Typ-1-Diabetes. Dieses soll in die routinemäßigen Kindervorsorgeuntersuchungen integriert werden und ­betroffenen Familien die Teilnahme an Präventionsstudien ermöglichen.

Jennifer Raab et al.: Prevalence of Vitamin D Deficiency in Pre-type 1 Diabetes and its Association with Disease Progression. Diabetologia 57 (2014) | doi: 10.1007/s00125-014-3181-4

Diabetes und Adipositas häufiger in sozioökonomisch benachteiligten Regionen In einer sozioökonomisch benachteiligten Region zu leben, ist ein Risikofaktor für Diabetes mellitus und Adipositas (Fettleibigkeit). Dies gilt unabhängig vom ­individuellen Sozialstatus der Bewohner. Zu diesem Schluss kommen Wissen­ schaftler des Helmholtz Zentrums München und des Robert Koch-Instituts. In dem Kooperationsprojekt wurden die Daten von über 33 000 Personen ausgewertet, die an den telefonischen Gesundheitsbefragungen „Gesundheit in Deutschland Aktuell (GEDA)“ teilgenommen hatten.

Werner Maier et al.: Area Level Deprivation is an Independent Determinant of Prevalent Type 2 Diabetes and Obesity at the National Level in Germany. Results from the National Telephone Health Interview Surveys ‘German Health Update’ GEDA 2009 and 2010. PLOS ONE (2014) | doi: pone.0089661

Multihormon-Molekül stellt Leptin-­Wirkung bei Fettsucht wieder her Ein neuartiges Biomolekül, das gleichzeitig die Rezeptoren für die ­Botenstoffe des Magen-Darm-Traktes Glukagon und Glukagon-ähnliches Peptid 1 (GLP-1) ­aktiviert, verringert das Körpergewicht und verbessert den Zuckerstoffwechsel durch eine erhöhte Empfindlichkeit für das Hormon Leptin. Leptin wird im Fett­gewebe ­gebildet und besitzt eine Schlüsselfunktion bei der Regulation des Energie­ haushalts. Im Mausmodell funktioniert die Therapie sogar trotz andauernder ­fett- und zuckerreicher Ernährung.

Christoffer Clemmensen et al.: GLP-1/Glucagon Co-agonism Restores Leptin Responsiveness in Obese Mice Chronically Main­ tained on an Obesogenic Diet. Diabetes 63 (2014) | doi: 10.2337/db13-1609

Neue Elastase-Unterform beim Lungenemphysem Elastasen sind Enzyme, die Gewebe abbauen und Krankheiten verursachen ­können. Nun wurde eine neue Unterform entdeckt, die an der Entstehung des Lungenemphysems beteiligt sein könnte. Im Körper sorgt ein sensibles Gleich­ gewicht von Elastasen und Elastase-Inhibitoren für einen regulären Auf- und Abbau von elastischen Fasern im Lungengewebe. Ist es gestört, kann es zur Überaktivität der Elastasen und vermehrtem Gewebeabbau kommen. So der Fall beim Lungenemphysem: hier werden Elastasen nicht ausreichend inaktiviert und das Lungengewebe wird nach Jahrzehnten vermindert. Die neu entdeckte Elastase-Unterform liegt in einem zweikettigem Zustand vor und führt ebenfalls zu Gewebeabbau, gleichzeitig reagiert sie weniger gut mit Inhibitoren. Sie trägt wahrscheinlich zur Entstehung des Lungenemphysems bei.

Therese Dau et al.: Auto-­ processing of Neutrophil Elastase Near its Active Site Reduces the Efficiency of Natural and Synthetic Elastase Inhibitors. Nature Communications 6 (2015) | doi: 10.1038/ncomms7722

Allergien prägen auch Atemwegsoberflächen Bei Allergien ausgeschüttete Botenstoffe verändern nicht nur Zellen des Immun­ systems, sondern auch der Atemwegsoberflächen. Die Autoren behandelten Atemwegsepithelzellen mit den Allergie-Botenstoffen Interleukin-4 (IL-4) und Interferon-gamma (IFN-gamma) und beobachteten, wie sich die Genaktivität veränderte. Dabei zeigte sich ein als Th1/Th2-Paradigma bei T-Zellen seit langem bekanntes Regulationsmuster: IL-4 ist in der Lage, eine Aktivierung von Genen der sogenannten Th-2 Immunantwort auszulösen, die zur Entstehung von Asthma beiträgt. IFN-gamma wirkt diesem entgegen, indem es das Ablesen von Th-1 Genen begünstigt. Der nun erstmals bei Epithelzellen beschriebene Mechanismus bietet neue Einblicke in die Komplexität der Immunantwort und mögliche neue Ansatzpunkte in der Allergiebehandlung.

Ulrich Zissler et al.: Inter­ leukin-4 and IFN-gamma Orchestrate an Epithelial Polarization in the Airways. Mucosal Immunology (2015) | doi: 10.1038/mi.2015.110

Typ-1/Typ-2 Polarisierung von Epithelialzellen in den Atemwegen. Aufnahme: Jerome Buters, Christine Weil, Ulrich Zißler

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Lungen- + Allergieforschung

Featured Science 65


Diabetesforschung

LUNGEN- + ALLERGIEFORSCHUNG Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Oberflächenmarker verbessern Diagnose von Sarkoidose Die Bestimmung eines zusätzlichen Markermoleküls, genannt slan, ermöglicht es, verschiedene Unterarten von Monozyten zu unterscheiden und deren Be­teiligung bei Erkrankungen genauer zu untersuchen. Die Ergebnisse sollen künftig un­ ter anderem die Diagnose von Sarkoidose erleichtern, einer Erkrankung, die ­besonders oft die Lunge schädigt, und so das Patientenmanagement verbessern. Es konnte gezeigt werden, dass bei der Sarkoidose die slan-negativen inter­ mediären Monozyten selektiv ansteigen.

Isolierte Monozyten. Markermoleküle ermöglichen eine genauere Krankheits­ bestimmung. Thomas Hofer et al.: Slan-defined Subsets of CD16-positive Monocytes: Impact of Granuloma­ tous Inflammation and M-CSF-Receptor Mutation. Blood 126 (2015) | doi: 10.1182/ blood-2015-06-651331

Kosten von Lungenkrebs Basierend auf den Daten von über 17 000 Lungenkrebspatienten wurden Zahlen zur Versorgungssituation und den damit verbundenen Kosten ermittelt. Demnach beträgt der durchschnittliche finanzielle Aufwand pro Fall von Lungenkrebs etwa 20 000 Euro. Je nach Art der Behandlung variiert dieser Wert aber sehr stark. Etwa ein Drittel der Patienten wurde durch Operation behandelt. Die Prognose dieser Gruppe war im Vergleich mit anderen Behandlungsarten wie ­Bestrahlung oder Chemotherapie (insgesamt knapp 47 Prozent der Betroffenen) deutlich ­besser. Die Studiendaten bilden eine Referenz für vergleichende Untersuchungen neuerer Arzneitherapien.

Larissa Schwarzkopf et al.: Cost-components of Lung Cancer Care within the First Three Years after Initial Diagnosis in Context of Different Treatment Regimens. Lung Cancer (2015) | doi: 10.1016/j. lungcan.2015.09.005

Abgase, Ambrosia und Allergien Pollen des Beifußblättrigen Traubenkrauts (Ambrosia artemisiifolia) weisen ­gesteigerte Allergenmengen auf, wenn die Pflanze Stickstoffdioxid-haltigen ­Abgasen ausgesetzt wird. Durch die Exposition veränderte sich die Protein­ zusammensetzung der Pollen, insbesondere waren verschiedene Formen des ­Allergens Amb a 1 deutlich erhöht. Die Pollen banden zudem stärker an ­spezifische IgE-Antikörper von Ambrosia-Allergikern.

Feng Zhao et al.: Common Ragweed (Ambrosia arte­misiifolia L.): Aller­ genicity and Molecular Characterisa­tion of Pollen after Plant Exposure to Elevated NO2. Plant, Cell & Environment (2015) doi: 10.1111/pce.12601 Feng Zhao, Ulrike Frank, BIOP

Mechanismus der Allergieverstärkung Mit Pollenextrakt aus dem hochallergenen Beifußblättrigen Traubenkraut wurde ein Mechanismus entdeckt, wie nicht-allergene Polleninhaltsstoffe Allergien verstärken können. Die Hauptrolle spielen dabei B-Zellen, die das für ­allergische Reaktionen entscheidende IgE-Molekül produzieren. Per ­Ausschlussverfahren wurde analysiert, welche Komponenten des Pollenextraktes die verstärkte IgE-Ausschüttung auslösen und entdeckt, dass diese Reaktion nicht vom eigent­ lichen Hauptallergen abhängt, sondern vor allem durch Kleinst-Stoffe im Extrakt zustande kommt.

Sebastian Oeder et al.: ­Pollen Derived Non-­ allergenic Substances Enhance Th2-Induced IgE Production in B-cells. Allergy 70 (2015) | doi: 10.1111/all.12707

Aktivierter Proteinumsatz trägt zur Entstehung von Lungenfibrose bei Die Gewebeveränderung bei der idiopathischen Lungenfibrose geht mit einer gesteigerten Aktivität der zentralen Proteinabbau-Maschinerie der Zelle einher. Erstmals konnte gezeigt werden, dass die Umwandlung normaler Fibroblasten in Myofibroblasten abhängig ist von einem funktionierenden Proteinabbau durch das 26S Proteasom. So konnte durch gezielte Hemmung des 26S Proteasoms die Differenzierung von primären menschlichen Fibroblasten der Lunge in p­ rofibrotische Myofibroblasten verhindert werden.

Nora Semren et al.: ­Regulation of 26S ­ roteasome Activity in P ­ ulmonary Fibrosis. P ­American Journal of ­Respiratory and Critical Care Medicine 192 (2015) | doi: 10.1164/ rccm.201412-2270OC

Aufnahme: Silke Meiners

Gewebeveränderung bei der idiopathischen ­Lungenfibrose geht einher mit Zeichen eines ­gesteigerten Proteinumsatzes.

Wie die Lunge ihre Wunden heilt Um sich nach einer Verletzung zu regenerieren, ersetzt die Lunge die geschädig­ ten Zellen in ihrer Oberfläche durch Stammzellen. Die für die Reparatur nötigen Stammzellen werden durch Botenstoffe und Proteine der Extrazellulären Matrix (EZM) aktiviert. Erstmals wurde nun die genaue Menge von über 8 000 ­Proteinen des Lungenproteoms im gesamten Zeitverlauf des mehrstufigen Reparatur­ prozesses ermittelt und bioinformatisch ausgewertet.

Herbert B. Schiller et al.: Time- and Compart­ ment-Resolved Proteome Profiling of the Extracellular Niche in Lung Injury and Repair. EMBO Molecular Systems Biology 11 (2015) | doi: 10.15252/msb.20156123

Ambrosia-Pollen unter dem Rasterelektronenmikroskop. Aufnahmen: Andreas Holzinger, Universität Innsbruck

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Lungen- + Allergieforschung

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Diabetesforschung

LUNGEN- + ALLERGIEFORSCHUNG Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Immunfluoreszenzfärbungen zeigen die Expression des Eiweißstoffes FKBP10 in ­Myofibroblasten. Diese Zellen werden in Lungenfibrose hauptsächlich für die ­Überproduktion von extrazellulärer Matrix verantwortlich gemacht.

Schleimproduzierende Zellen (tiefrot) im Colon-Epithel.

Wie die Darmflora Allergien verhindert Der Körper jedes Menschen beherbergt eine einzigartige Kombination von ­Milliarden unterschiedlichster symbiotischer Bakterien. Diese Mikrobiota ist an vielen physiologischen Prozessen beteiligt wie etwa der Verdauung und der Ab­ wehr von Krankheitserregern. Ein Verlust der bakteriellen Symbionten be­günstigt die Entstehung von Allergien. Dieses Phänomen konnte nun aufgeklärt und ­gezeigt werden, wie die Mikrobiota auf das Gleichgewicht des Immunsystems wirkt: Die Anwesenheit der Mikroben induziert bestimmte regulatorische Zellen im Darm, welche ihrerseits Allergie-auslösende Zellen blockieren können. Lungenalterung begünstigt COPD Die Ursachen für die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) sind nicht bekannt, daher gibt es kaum geeignete kausale Therapien. Wesentlich für das Entstehen von COPD sind entzündliche Prozesse im Lungengewebe. Als Haupt­ ursache gilt eine Reaktion auf die chronische Belastung mit toxischen Gasen oder Partikeln wie im Tabakrauch. Diese führt zu einer starken Schleim-Produktion, zu Reizhusten und Veränderungen in den Atemwegen sowie zum Verlust von ­Lungenbläschen. Mitbeteiligt ist offenbar eine Aktivierung des Immunsystems, da die Zahl an Immunzellen in COPD-Lungen deutlich erhöht ist. Auch eine vor­ zeitige Alterung der Lungenzellen scheint die Krankheit zu begünstigen. Oberflächen von Immunzellen kartiert Das Immunsystem passt sich ständig seiner Umwelt an, damit es den Organismus effektiv vor Eindringlingen schützen kann. Exemplarisch dafür sind T-Zellen, die unter anderem das Gedächtnis des Immunsystems bilden. Forscher haben nun die Proteinzusammensetzung auf der Oberfläche von T-Vorläufern – so genannte naive CD4+-T-Zellen, die die Basis des immunologischen Gedächtnisses bilden – mittels Massenspektrometrie und bioinformatischen Analysen untersucht und eine Vielzahl von Oberflächenproteinen kartiert und weitere, bislang unbekannte Proteine identifiziert.

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Caspar Ohnmacht et al.: The Microbiota Regulates Type 2 Immunity Through RORγt+ T Cells. Science 28 (2015) | doi: 10.1126/science.aac4263

Gerrit John-Schuster et al.: Inflammaging Increases Susceptibility to Cigarette Smoke-induced COPD. Oncotarget (2015) | doi: 10.18632/oncotarget.4027

Anke Graessel et al.: A Combined Omics Approach to Generate the Surface Atlas of Human Naive CD4+ T Cells During Early TCR Activation. Molecular & Cellular Proteomics 14 (2015) | doi: 10.1074/mcp. M114.045690

Neuer Behandlungsansatz für Lungenfibrose Ein neuer Ansatzpunkt zur Behandlung der Idiopathischen Lungenfibrose (IPF) wurde identifiziert. Für diese chronische Erkrankung gibt es bisher keine k­ ausale Therapie, und die Patienten haben eine schlechte Prognose. Zwischen den ­Lungenbläschen bilden sich Kollagen-Ansammlungen, die die Elastizität der ­Lunge verringern. Zentraler Punkt der Studie war die Suche nach den Ursachen der IPF. Die Forscher fanden, dass in den Lungen von Erkrankten erhöhte ­Mengen des Proteins FKBP10 vorhanden sind. Wenn es gelingt, die Produktion oder die Aktivität dieses Proteins zu hemmen, könnte sich daraus ein neuer Therapie­ ansatz ergeben.

Claudia A. Staab-Weijnitz et al.: FK506-Binding Protein 10 is a Potential Novel Drug Target for Idiopathic ­Pulmonary ­ meri­can Fibrosis. A Journal of ­Respiratory and Critical Care Medicine 192 (2015) | DOI 10.1164/ rccm.201412-2233OC

3D-Untersuchung von Lungengewebe Erstmals ist es gelungen, an dreidimensionalem lebenden Lungengewebe zu forschen. Bisher benutzte Zellkulturen waren auf zwei Dimensionen und auf einzelne Zeitpunkte beschränkt. Die neu etablierte Methode erlaubt es, krankes Lungengewebe von Patienten sowie mögliche Reparaturmechanismen in 3D und mit hoher zeitlicher Auflösung zu beobachten. Mit diesem Verfahren ­etablierten die Wissenschaftler völlig neue Möglichkeiten zur Bewertung pathologischer Veränderungen, zu funktionalen Studien und zur Erprobung pharmazeutischer Wirkstoffe.

Franziska E. Uhl et al.: Preclinical Validation and Imaging of Wnt-induced Repair in Human 3D Lung Tissue Cultures. European Respiratory Journal 46 (2015) | doi: 10.1183/09031936.00183214

Nanopartikel zur Lungenkrebs-Therapie Nanopartikel – kleinste Teilchen, die bis in entlegene Körperpartien vordringen – können als zielgesteuerte Transportvehikel für Medikamente bei Lungenkrebs fungieren. Ein Wissenschaftlerteam hat spezielle Nanotransporter entwickelt, die Wirkstoffe gezielt an ihrem Wirkungsort in der menschlichen Lunge freisetzen. Im Tumorgewebe von menschlichen Lungen führte dieser Ansatz zu einer deutlich höheren Effektivität von chemotherapeutischen Wirkstoffen.

Sabine van Rijt et al.: Protease Mediated Release of Chemotherapeutics From Mesoporous Silica Nanoparticles to Ex Vivo Human and Mouse Lung Tumors. ACS Nano 9 (2015) | doi: 10.1021/nn5070343

Lungen- + Allergieforschung

Featured Science 69


Diabetesforschung

LUNGEN- + ALLERGIEFORSCHUNG Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Immunfluoreszenz-Färbung von Haut-Gewebeschnitten an ­Psoriasis und atopischem Ekzem erkrankter Patienten. iNOS (grün) zeigt sich als spezifischer Marker für Psoriasis und

CCL27 (rot) für das atopische Ekzem. Dapi (blau) dient zur V ­ isualisierung der Zellkerne.

Unter die Haut Psoriasis und Ekzem sind auf den ersten Blick völlig unterschiedliche Erkrankun­ gen. In einer Subgruppe von Patienten ist eine klare Unterscheidung aber mit diagnostischen Goldstandards nicht möglich. Mittels Hautproben von Patienten, die gleichzeitig unter Ekzem und Psoriasis leiden, und deren klinisch unauf­ fälliger Haut konnten für beide Krankheiten hoch-spezifische Gene und Signal­ wege identifiziert werden. Bioinformatische Auswertungen zeigten, dass für eine Klassifikation die Analyse der Genexpression von nur zwei Genen ausreicht. Das neu entwickelte Diagnoseverfahren ist durch eine zuverlässige Unterscheidung der beiden Krankheiten von therapeutischem Nutzen und stellt einen ersten Schritt in Richtung personalisierter Medizin im Bereich chronisch-entzündlicher Hauterkrankungen dar.

Maria Quaranta et al.: Intra-individual Genome Expression Analysis Reveals a Specific Molecular Signature of Psoriasis and Eczema. Science Translational Medicine 6 (2014) | doi: 10.1126/ scitranslmed.3008946

Schützende Oberflächen Unmodifizierte Silica-Nanopartikel, die in vielen Industrie- und Pharma­ produkten enthalten sind, können eine proallergische Immunreaktion fördern. Bei der ­bislang ersten Untersuchung der Bedeutung von Oberflächenstrukturen der Nanopartikel im Hinblick auf allergische Sensibilisierung und Entzündung wurde eine vermehrte Ansammlung von Entzündungszellen, insbesondere von Th2-­Zellen und Typ 2 Makrophagen, im Lungengewebe beobachtet. In der Folge wurden auch strukturelle Veränderungen in der Lunge gefunden. Chemische ­Veränderungen der Oberfläche der Nanopartikel konnten diese Effekte reduzie­ ren. So führten Modifikationen mit Amino- und Phosphatgruppen, nicht jedoch mit Polyethylenglykol, zu einer Abschwächung der entzündlichen Reaktion.

Viviana Marzaioli et al.: Surface Modifications of Silica Nanoparticles are Crucial for their Inert Versus Proinflammatory and Immunomodulatory Properties. International Journal of Nanomedicine (2014) | doi: 10.2147/IJN. S57396

Früherkennung von Lungenveränderungen verbessert Diagnose Erstmals wurde die Phasenkontrast-Radiographie am lebenden Organismus für die Diagnostik von Lungenkrankheiten getestet. Damit lassen sich detaillierte Aufnahmen der Lunge erstellen und verschiedene Krankheitsbilder d­ ifferenzieren. Herkömmliche Röntgenverfahren erzeugen Bilder abhängig von der Strahlen­ absorption des Gewebes, die Phasenkontrast-Bildgebung registriert ­dagegen kleinste Veränderungen der Phase, die durch Wechselwirkungen mit dem ­Gewebe entstehen. Die neue Methode verspricht, Lungenerkrankungen frühzeitig erkennbar zu machen.

Felix Meinel et al.: Improved Diagnosis of ­Pulmonary Emphysema Using In vivo DarkField Radiography. Investigative Radiology 49 (2014) | doi: 10.1097/ RLI.0000000000000067

Verbessertes Testsystem für inhalative Therapien Höhere Trefferquoten und geringere Kosten verspricht ein verbessertes Wirk­ stoffscreening für aerosolierte Lungen-Medikamente. Lungengewebe ist auf der einen Seite von Luft, auf der anderen von Gewebsflüssigkeit umgeben. Dadurch sind die Zellen für eine Inhalationstherapie zugänglich, bei der die Wirkstoffe in Aerosolform appliziert werden. Mit dem neuen zellbasierten Testsystem ALICECLOUD kann die Wirksamkeit von Aerosol-Medikamenten auf Luft-exponierte Lungen­zellen unter physiologischen Bedingungen geprüft werden – es ahmt die Luft-Flüssigkeitsbedingungen in vitro an Lungengewebe nach.

Anke-Gabriele Lenz et al.: Efficient Bioactive Delivery of Aerosolized Drugs ­ uman Pulmonary to H Epithelial Cells Cultured at Air-liquid Interface Conditions. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 51 (2014) | doi: 10.1165/ rcmb.2013-0479OC

Wachstumshormon TGF-β1 schützt Bronchialbarriere Luftschadstoffe, wie z.B. Tabakrauch, schädigen die Epithelzellen der Lunge, die eine natürliche Barriere für Schadstoffe darstellen. Dadurch haben krankheits­ erregende Stoffe Zutritt in den Körper und rufen Entzündungen und chronische Erkrankungen wie die chronisch-obstruktive Lungenerkrankung COPD hervor. Nun wurde gezeigt, dass der Wachstumsfaktor TGF-β1 in der frühen Phase nach Zellschädigung durch Tabakrauch eine positive Wirkung auf die Aufrechterhaltung der epithelialen Lungenbarriere hat. Bisher schrieb man ihm eher einen krank­ heitsfördernden Einfluss zu.

Andrea C. Schamberger et al.: Cigarette Smoke-­ Induced Disruption of Bronchial Epithelial Tight Junctions is Prevented by Transforming Growth Factor-Beta. American ­Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 50 (2014) | doi:10.1165/rcmb.20

Schädigung der ­epithelialen Lungenbarriere (im Bild ZO-1 für tight junctions, grün) durch Tabakrauch-Extrakt.

Goblet-Zellen des Lungenepithels. Nachdruck aus Marzaioli et al. mit freundlicher Genehmigung der Dove Medical Press Ltd 70

Lungen- + Allergieforschung

Featured Science 71


Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung

GENETIK + EPIDEMIOLOGIE Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Weltweit größte genetische Studie zu Neurodermitis Die Entstehung der Neurodermitis, von Dermatologen als atopische Dermatitis bezeichnet, wird unter anderem durch Genvarianten begünstigt, die auch mit Autoimmunerkrankungen in Verbindung gebracht werden. Dies zeigt die bislang größte genomweite Assoziationsstudie zur Neurodermitis. Die Studie, an der sich 40 Zentren aus 14 Ländern beteiligten, erhöht die Zahl der bekannten Risikogene auf 31. Die Daten von über 350 000 Teilnehmenden förderten zehn Bereiche im menschlichen Erbgut zutage, deren Veränderungen das Erkrankungsrisiko er­ höhen.

Lavinia Paternoster, Marie Standl et al.: Multi-Ancestry Genome-Wide Association Study of 21,000 Cases and 95,000 Controls Identifies New Risk Loci for Atopic Dermatitis. Nature Genetics 47 (2015) | doi: 10.1038/ ng.3424

Umfangreiche Genfunktionen aufgedeckt Das europäische EUMODIC-Konsortium ist bei der Funktionsaufklärung krank­ heitsrelevanter Gene einen großen Schritt weiter gekommen. Mit neu ent­ wickel­ten statistischen Verfahren konnten 160 unbekannten Genen Funktionen zugeordnet werden, unter anderem in den Bereichen Stoffwechselprozesse und Neurologie. Insgesamt wurden 320 Gene untersucht. Die gewonnen Erkenntnisse stehen der Wissenschaftsgemeinschaft auf der Webseite des International Mouse Phenotyping Consortium (IMPC) zur Verfügung.

Martin Hrabe� de Angelis et al.: Deciphering Mammali­ an Gene Function Through Broad Based Phenotypic Screens Across a Consor­ tium of Mouse Clinics. Nature Genetics 47 (2015) | doi: 10.1038/ng.3360

Ultrafeine Partikel beeinflussen Herzfunktion Unter Feinstaub fasst man Partikel mit einem Durchmesser kleiner als 10 µm (PM10) zusammen. Darin unterscheidet man nochmals feine Partikel, die kleiner als 2,5 µm (PM2.5) und lungengängig sind und ultrafeine Partikel mit weniger als 0,1 µm, die in die Blutbahn gelangen können. Gesundheitsschädigende Effekte durch Feinstaub sind schon länger bekannt. Für die Herzfunktion spielen nach neuen Untersuchungen zusätzlich die ultrafeinen Partikel eine bedeutende Rolle – selbst bei Expositionen von nur wenigen Minuten.

Annette Peters et al.: Elevated Particle Number Concentrations Induce Immediate Changes in Heart Rate Variability: a Panel Study in Individuals with Impaired Glucose Metabolism or Diabetes. Particle and Fibre Toxico­ logy 12 (2015) | doi: 10.1186/ s12989-015-0083-7

Gewichtsveränderungen und Stoffwechsel Immer mehr Menschen leiden an Übergewicht, dadurch nehmen auch Herz-­ Kreislauf-Erkrankungen, Fettstoffwechselstörungen und Diabetes rapide zu. Nun wurden die Auswirkungen von Langzeit-Gewichtsveränderungen auf den Stoff­ wechsel untersucht. Moderne Techniken wie Metabolomics und Transcriptomics erlauben die gleichzeitige Bestimmung einer Vielzahl von Stoffwechselprodukten und Genaktivitäten. So konnten Einblicke in die molekularen Mechanismen bei Gewichtsveränderungen gewonnen werden, zum Beispiel die Veränderungen des Fett- und Aminosäurestoffwechsels und der Insulinsensitivität.

Simone Wahl et al.: M ­ ulti-omic Signature of Body Weight Change: Results from a P ­ opulation-based Cohort Study. BMC Medicine 13 (2015) | doi:10.1186/s12916015-0282-y

Mitochondrialer Gendefekt verursacht Erkrankungen des Herzens und Gehirns Seltene, familiär gehäuft auftretende Erkrankungen legen einen genetischen Defekt als Ursache nahe. Ein solches Krankheitsgen konnten Wissenschaftler nun durch genomweite Sequenzanalysen des Erbguts identifizieren. Patienten mit Mutationen im mitochondrialen Gen GTPBP3 zeigten eine Verdickung des Herzmuskels und eine Übersäuerung des Blutes – beides Zeichen einer Störung des Muskelstoffwechsels. Darüber hinaus litten die Personen an neurologischen Symptomen.

Robert Kopajtich et al.: Mutations in GTPBP3 Cause a Mitochondrial Translation Defect Associated with Hypertrophic Cardiomyo­ pathy, Lactic Acidosis, and Encephalopathy. American Journal of Human Genetics 95 (2014) | doi: 10.1016/j. ajhg.2014.10.017

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Gendefekt führt zu Diabetes und Neurodegeneration Diabetes mellitus und degenerative Erkrankungen des Nervensystems können ein und dieselbe Ursache haben. Das fanden Wissenschaftler im Rahmen eines genetischen Forschungsprojekts heraus. In zwei Familien identifizierten sie einen Gendefekt, der zu einem Mangel eines wichtigen Eiweißes führt. Dieses ist für die korrekte Faltung von Proteinen und den Abbau von fehlgefalteten Proteinen in den Zellen von Pankreas und Gehirn wichtig. Der seltene Gendefekt soll künftig als Modell für die Erforschung gemeinsamer Ursachen von Diabetes und Neuro­ degeneration dienen.

Matthis Synofzik et al.: Ab­ sence of BiP Co-chaperone DNAJC3 Causes Diabetes Mellitus and Multisystemic Neurodegeneration. American Journal of Human Genetics 96 (2014) | doi 10.1016/j.ajhg.2014.10.013

Mustermechanismus der Genregulation entschlüsselt Zelluläre Proteine, die gezielt an die RNA binden, steuern die Regulation der Expression genetischer Information auf der Ebene der Boten-RNA (messenger mRNA). Mit der Strukturaufklärung eines regulatorischen RNA-Protein-­Kom­ plexes, der die geschlechtsspezifische Genexpression der Fruchtfliege ­kontrolliert, konnte gezeigt werden, wie dieser Steuerungsprozess auf molekularer ­Ebene abläuft. Der entschlüsselte Mechanismus zeigt, wie die Kooperation ­zweier RNA-bindender Proteine die spezifische Erkennung von mRNA ermöglicht. Durch Kombination verschiedener RNA-bindender Proteine können so zahlreiche unterschiedliche Prozesse in der Zelle kontrolliert werden, obwohl es nur eine beschränkte Anzahl von RNA-bindenden Proteinen gibt.

Janosch Hennig et al.: Structural Basis for the Assembly of the SXL-UNR Translation Regulatory Complex. Nature 515 (2014) | doi: 10.1038/nature13693

Strukturabbildung des regulatorischen RNA-Protein-Komplexes.

Genetik + Epidemiologie

Featured Science 73


Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung

GENETIK + EPIDEMIOLOGIE Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Genmutation für Augenfehlbildung identifiziert Erstmalig wurde eine genetische Veränderung am Peroxidasin-Gen der Maus identifiziert, die zu schweren, rezessiv vererbten Augenerkrankungen führt. Das Gen steuert unter anderem die Entwicklung des Auges. Die Entdeckung kann nun als präklinisches Modell für entsprechende Erkrankungen am Menschen dienen.

Xiaohe Yan et al.: Peroxi­ dasin is Essential for Eye Development in the Mouse. Human Molecular Genetics 23 (2014) | doi:10.1093/hmg/ ddu274

Peroxidasin-Mutante mit Missbildungen im Bereich der Augenlinse.

Mehr Herztote bei Kälte und Hitze Für den Zeitraum zwischen 1990 und 2006 wurden rund 188 000 Todesfälle durch Herz-Kreislauferkrankungen in drei bayerischen Städten ausgewertet. Sowohl bei einem Temperaturanstieg von 20°C auf 25°C als auch bei einem Temperaturabfall von -1°C auf -8°C stieg die Zahl der Todesfälle aufgrund von Herz-Kreislauferkran­ kungen signifikant um 9,5 Prozent bzw. 7,9 Prozent an. Betroffen waren vor allem ältere Personen. Besonders deutlich waren diese Effekte für die Sterblichkeit auf­ grund von Herzinsuffizienz, Arrhythmien und Schlaganfällen.

Susanne Breitner et al.: Short-term Effects of Air Temperature on Cause-specific Cardiovas­ cular Mortality in Bavaria, Germany. Heart, 0:1–9 (2014) | doi:10.1136/heart­ jnl-2014-305578

Luftschadstoffe: Gene bestimmen Ausmaß der Entzündungsreaktion Die genetische Veranlagung ist ein Faktor dafür, wie Menschen auf Luftschad­ stoffe reagieren. Luftschadstoffe können oxidativen Stress im Körper auslösen, der zu ­einer den gesamten Körper betreffenden Entzündungsreaktion führt. Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München analysierten Entzündungs­ parameter in insgesamt 1 765 Blutproben und haben festgestellt, dass Personen mit ­bestimmten Genvarianten mit einer stärkeren Entzündungsantwort reagieren als Personen, die diese genetische Veranlagung nicht tragen.

Regina Rückerl et al.: Associations between Ambient Air Pollution and Blood Markers of Inflam­ mation and Coagulation/ Fibrinolysis in Susceptible Populations. Environment International 70 (2014) | doi: 10.1016/j.envint.2014.05.013

Blutdruck- und Fettsenker haben komplexe Wirkungen auf den Stoffwechsel Für 1 762 Probanden der KORA-Kohorte wurde die Variation von 295 Serum­ metaboliten im Zusammenhang mit der Einnahme Blutdruck- bzw. Lipidspiegel-­ senkender Medikamente analysiert. Ziel war es, zum mechanistischen Ver­ ständnis der Wirkungen und Nebenwirkungen dieser Medikamente beizutragen. Insgesamt fanden die Autoren 41 signifikante Assoziationen zwischen Medikation und Serummetabolitvariation: 11 für Betablocker, 4 für ACE-Inhibitoren, 7 für ­Diuretika, 10 für Statine und für Fibrate 9.

Elisabeth Altmaier et al.: Metabolomics Approach Reveals Effects of Antihy­ pertensives and Lipid-low­ ering Drugs on the Human Metabolism. European Journal of Epidemiology 29 (2014) | doi: 10.1007/s10654014-9910-7

Wie Gene den Stoffwechsel bestimmen Im Rahmen einer internationalen Kooperation entstand der erste umfassende Atlas genetischer Varianten mit Einfluss auf die Metabolitkonzentrationen im Blut. Basierend auf genomweiten Daten und Blutanalysen von 7 824 ­Erwachsenen der englischen TwinUK- und der HMGU KORA-Kohorte konnten signifikante, zum Teil unbekannte Assoziationen und biochemische Zusammenhänge zwischen 145 Genorten und mehr als 400 Blutmetaboliten nachgewiesen werden. In die vergleichende Analyse wurden Daten zu Expression und Erbgängen von bereits im entsprechenden Kontext bekannten Genen und deren Korrelationen mit spezi­ fischen Erkrankungen integriert. Der resultierende Atlas molekularer Signaturen erlaubt es, bislang unbekannte Gen/ Metabolit-Zusammenhänge einzuordnen und Genorte/ Metabolite anhand ihres molekularen und ­genetischen K ­ ontextes einer Analyse zugänglich zu machen. Derart validierte Netzwerke k­ önnen ­systematisch auf Genvarianten mit erhöhtem Risiko für bestimmte ­Krankheiten, aber auch auf potentielle Biomarker und pharmakologische Ansatzpunkte für individualisierte Diagnostik- bzw. Therapieverfahren hin untersucht werden. Mitsamt seinen zugrundeliegenden, funktionellen Annotationen und Krankheits­ assoziationen steht der Atlas der internationalen Wissenschaftlergemeinschaft online zur Verfügung.

So-Youn Shin et al.: An ­Atlas of Genetic Influences on Human Blood Meta­ bolites. Nature Genetics 46 (2014) | doi: 10.1038/ ng.2982

DNA-Varianten mit Einfluß auf die Genaktivität im Blut identifizierbar Blutproben liefern geeignetes Untersuchungsmaterial, um molekulare Mechanis­ men komplexer Erkrankungen mit genetischem Hintergrund zu erforschen. In einer Studie gelang es, mehrere tausend DNA-Varianten zu identifizieren, die bei der Regulation der Genaktivität eine bedeutende Rolle spielen (eQTLs, expression quantitative trait loci). Der Einfluss dieser DNA-Varianten zeigte sich gegenüber vielen Störfaktoren als sehr robust. Blut ist also geeignet, um den regulatorischen Einfluss von krankheitsrelevanten DNA-Varianten zu untersuchen, auch wenn die Erkrankung primär ein anderes Gewebe betrifft.

Katharina Schramm et al.: Mapping the Genetic Architecture of Gene Regu­ lation in Whole Blood. PLOS ONE 9 (2014) | doi: 10.1371/ journal.pone.0093844

eQLTs geben Hinweise auf kranheitsrelevante Mechanismen.

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Genetik + Epidemiologie

Featured Science 75


Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung

Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie

GENETIK + EPIDEMIOLOGIE

GESUNDHEIT + UMWELT

Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Restless Legs: frühe Ursache – späte Wirkung Das Restless Legs Syndrom ist durch nächtliche Missempfindungen an den Beinen und einem ständigen Bedürfnis, sich zu bewegen, gekennzeichnet. Die ­Erkrankung hat eine genetische Grundlage. Nun wurde erstmals die funktio­ nelle Relevanz einer spezifischen Genvariante im MEIS1 Lokus ­nachgewiesen, welcher bereits im Embryonalstadium eine wichtige Rolle für die Entwick­ lung des ­Zentralen Nervensystems spielt. Die entdeckte Genvariante von MEIS1 führt in einer Region des Vorderhirns, die für Bewegung verantwortlich ist, zu ­einer r­ eduzierten Genaktivität von MEIS1 während der embryonalen Entwick­ lung. ­Dadurch konnte die Krankheitsentstehung erstmalig mit einer ­spezifischen ­Hirnregion assoziiert werden. Die durch die Veränderungen im Vorderhirn ­hervorgerufene Entwicklungsstörung prädisponiert vermutlich für das Restless Legs Syndrom, das erst im höheren Alter auftritt.

Derek Spieler, Maria Kaffe, Franziska Knauf: Restless Legs Syndrome-associated Intronic Common Variant in Meis1 Alters Enhancer Function in the Developing Telencephalon. Genome Research (2014) | doi: 10.1101/gr.166751.113

Altersschwäche korreliert mit Kortisol-Spiegel Schwächezustände im Alter hängen eng mit einer gestörten Regulierung des ­Kortisol-Spiegels zusammen: Die Werte sind morgens erniedrigt und abends erhöht statt umgekehrt. Charakteristisch für Altersschwäche sind ungewollter ­Gewichtsverlust, häufige Erschöpfungs- und Müdigkeitszustände, körperliche Inaktivität, verlangsamter Gang und Kraftlosigkeit. In der Studie wurden die ­Daten von 745 Teilnehmern im Alter von 65 bis 90 Jahren ausgewertet.

Hamimatunnisa Johar et al.: Blunted Diurnal Cortisol Pattern is Associated with Frailty: A Cross-Sectional Study of 745 Participants Aged 65 to 90 Years. JCEM (2014) | doi: 10.1210/jc.2013

Feinstaub erhöht das Herzinfarkt-Risiko Eine langfristige Feinstaubbelastung ist mit einem erhöhten Herzinfarkt-­Risiko assoziiert. Dies lässt sich schon bei einer Feinstaubexposition unterhalb der aktuell gültigen Grenzwerte beobachten. Zu diesen Ergebnissen kommt ein ­europäisches Forschungsteam unter Leitung von Wissenschaftlern des Helmholtz Zentrums München, die die Daten von über 100 000 Teilnehmern auswerteten. Die Studie unterstützt die Forderung nach einer Absenkung der derzeit geltenden Feinstaub-Grenzwerte.

Giulia Cesaroni et al.: Longterm Exposure to Ambient Air Pollution and Incidence of Acute Coronary Events: Prospective Cohort Study and Meta-analysis in 11 European Cohorts from the ESCAPE Project. The British Medical Journal 348 (2014) | doi: dx.doi.org/10.1136/ bmj.f7412

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Umweltfolgen durch Ballastwasserdesinfektion Die elektrochemische Desinfektion von Ballastwasser aus Schiffen führt zur Bildung zahlreicher potenziell schädlicher Desinfektions-Nebenprodukten. Eine der ersten umfassenden Analysen mittels hochauflösender Massenspektrometrie ergab, dass durch die Behandlung über 450 neue Verbindungen entstehen, deren toxikologische Eigenschaften teilweise unklar sind. Ballastwasser aus Schiffen wird vor dem Ablassen in küstennahen Gewässer physikalisch oder chemisch behandelt, um das Verschleppen von Mikroorganismen über Meeresökosysteme hinweg zu vermeiden.

Michael Gonsior et al.: Bromination of Marine Dissolved Organic Matter Following Full Scale Electro­chemical Ballast Water Disinfection. Environmental Science & Technology 49 (2015) | doi: 10.1021/acs.est.5b01474

Wie Schiffsabgase auf Lungen wirken Durch die fortschreitende Industrialisierung erhöhen sich die Abgasmengen aus Verbrennungsprozessen, die unsere Lungen belasten. Speziell die Bewohner von Küstenregionen leiden unter Partikelemissionen von Schiffsmotoren. Wie genau diese auf die Lungenzellen wirken und wie verschiedene Kraftstoffe sich unter­ scheiden, wurde in einer großen Studie untersucht. Als praktische Maßnahme empfehlen die Forscher, die Feinstaub-Emissionen durch Abgasfilter zu reduzieren.

Sebastian Oeder et al.: Particulate Matter from Both Heavy Fuel Oil and Diesel Fuel Shipping Emissions Show Strong Biological Effects on Human Lung Cells at Realistic and Comparable In Vitro Exposure Conditions. PLOS One 10 (2015) | doi: 10.1371/journal.pone.0126536

Die Wirkung von Niedrigdosis-Strahlung auf Zellen Auch sehr niedrig dosierte ­ionisierende Strahlung kann Veränderungen in ­Zellen bewirken, die weit stärker sind als b­ isher angenommen. Im Stoffwech­ sel bestrahlter Zellen konnten Wissen­ schaftler Vorgänge nachweisen, die dies belegen. Insbesondere die ­Aktivität von Teilen des nicht-kodierenden Genoms sorgt dafür, dass auch niedrige Strahlen­ dosen die Wirkung einiger Botenstoffe RNA-Marker in bestrahlten Brustkrebs-Zellen. beeinflussen.

Valerie Bríd O’Leary et al.: PARTICLE, a Triplex-Form­ ing Long ncRNA, Regulates Locus-Specific Methylation in Response to Low-Dose Irradiation. Cell reports 11 (2015) | doi: 10.1016/j. celrep.2015.03.043

Verhalten und Stabilität von Nanopartikeln im Körper Auf Nanopartikeln ruhen in der Medizin große Hoffnungen, da sie als ziel­ gesteuerte Transportvehikel für Medikamente fungieren könnten, um diese ­gezielt zu Tumoren zu dirigieren. Ein Forscherteam hat nun erstmals die ­Stabilität und Verteilung solcher Teilchen im Körper überprüft, mit dem Ergebnis, dass auch vermeintlich stabile Nanopartikel-Konjugate im Körper ihre Eigenschaften v­ erändern können.

Wolfgang Kreyling et al.: In vivo Integrity of Polymer-coated Gold Nanoparticles. Nature Nanotechnology 10 (2015) | doi: 10.1038/nnano.2015.111

Gesundheit + Umwelt

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Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie

GESUNDHEIT + UMWELT Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Pilz-Duftstoffe und Wurzelwachstum Ein Wissenschaftler-Team hat einen Zusammenhang zwischen den Duftstoffen von Pilzen und dem Wachstum von Pflanzenwurzeln entdeckt: Die Duftstoffe von Mykorrhizapilzen wirken auf das Wurzelwachstum bei Pflanzen anregend. Eine größere Wurzeloberfläche verbessert die Ernährung und Wasserversorgung von Pflanzen und damit ihre Fitness.

Histologie eines Knochentumoren bei niedrig-­aktiver Rb1-Gen Variante nach alpha-Bestrah­lung.

Duftstoffe von Mykorrhizapilzen r­ egen das Wurzelwachstum an.

Franck A. Ditengou et al.: Volatile Signalling by Sesquiterpenes from Ectomycorrhizal Fungi Reprogrammes Root Architecture. Nature Communications 6 (2015) | doi: 10.1038/ncomms7279

Klimawandel beeinflusst Stoffwechsel von Bodenmikroben Wissenschaftler haben untersucht, wie Bodenmikroorganismen auf klimatische Veränderungen reagieren. Das Resultat: Extreme Wetterereignisse wie lange ­Trockenperioden oder heftige Niederschläge beeinflussen die Stoffwechsel­ aktivität von Mikroben stark. Dies kann zu einer Veränderung des Stickstoffhaus­ halts im Boden führen und, in extremen Fällen, sogar die Konzentration des Treibhausgases Distickstoffmonoxid in der Atmosphäre erhöhen.

Buchenschößlinge im Klimaexperiment.

Silvia Gschwendtner et al.: Climate Change Induces Shifts in Abundance and Activity Pattern of Bacteria and Archaea Catalyzing Major Transformation Steps in Nitrogen Turnover in a Soil from a Mid-European Beech Forest. PLOS ONE 9 (2014) | doi: 10.1371/journal. pone.0114278

Knochentumoren durch Gen-Umwelt-Interaktion Eine regulatorische Variante des Retinoblastom 1-Gens (Rb1) kann, wenn ­bestimmte mutagene Umweltfaktoren wie Strahlenbelastung hinzukommen, im Tiermodell das Risiko für einen bösartigen Knochentumor (Osteosarkom) um bis zu 30 Prozent erhöhten. Diese Gen-Variante wird über die Keimbahn vererbt und bewirkt in knochenbildenden Zellen eine verringerte Expression des tumor­ schützenden RB1-Proteins. Im menschlichen Genom gibt es zwei strukturell ähn­ liche Gen-Varianten, die möglicherweise geeignet sind, ein individuelles Risiko für bösartige Spätfolgen einer Strahlen- oder Chemotherapie vorherzusagen. Neue Einsichten zur Biologie des Weizengenoms Vier Publikationen im Rahmen des internationalen Wheat Genome Sequencing Consortium geben neue Einblicke in die Organisation des komplexen Weizen­ genoms sowie in die Regulation seiner Gene und Proteine. Die ­Untersuchungen basieren auf der 2014 vorgelegten vorläufigen Genomsequenz. Diese Daten wurden genutzt, um die stammesgeschichtliche Entwicklung des Weizens und die Regulationsmechanismen innerhalb eines polyploiden Genoms zu entschlüsseln. Weizen ist Grundnahrungsmittel für ein Drittel der Weltbevölkerung. Die ­Entschlüsselung seiner Gensequenz hilft Züchtern, landwirtschaftlich wichtige Eigenschaften des Brot­ getreides zu verbessern. Neue Erkenntnisse wurden auch über die Evolution des ­Weizens gewonnen. Aus den diploiden Wildformen Triticum urarta und Aegilops speltoides ent­ stand vor vielen Jahrtausenden eine tetraploide Form: Triticum turgidum, ein ­Vorläufer des erstmals kultivierten Emmers und des heute für die Pastaherstellung verwendeten Hartweizens. Aus einem späteren Hybridisierungs-Ereignis entstand aus Triticum turgidum und dem diploiden Gras Aegilops tauschii der heute weltweit angebaute Weichweizen Triticum aestivum. Das hexaploide Genom des Weichweizens ist für die Backeigenschaften verantwortlich.

Aufnahmen: IPK Gatersleben

Triticum urarta

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Michael Rosemann et al.: A Rb1 Promoter Variant with Reduced Activity Contri­ butes to Osteosarcoma Susceptibility in Irradiated Mice. Molecular Cancer 13 (2014) | doi: 10.1186/14764598-13-182

Aegilops speltoides

Triticum turgidum

Aegilops tauschii

Triticum aestivum

International Wheat Genome Sequencing Consortium/Klaus Mayer et al.: A Chromosome-based Draft Sequence of the Hexaploid Bread Wheat Genome. Science 18 (2014) | doi: 10.1126/science.1251788 Thomas Marcussen et al.: Ancient Hybridizations among the Ancestral Genomes of Bread Wheat. Science 18 (2014) | doi: 10.1126/science.1250092 Matthias Pfeifer et al.: Genome Interplay in the Grain Transcriptome of Hexaploid Bread Wheat. Science 18 (2014) | doi: 10.1126/science.1250091 Frédéric Choulet et al.: Structural and Functional Partitioning of Bread Wheat Chromosome 3B. Science 18 (2014) | doi: 10.1126/ science.1249721

Gesundheit + Umwelt

Featured Science 79


Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie

Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt

GESUNDHEIT + UMWELT

NEUROFORSCHUNG

Neuroforschung Infektion + Immunologie Methoden

Mehr humanpathogene Bakterien durch Antibiotika in der Tierhaltung Antibiotika, die in der Tierhaltung eingesetzt werden und über die Gülle in die Umwelt gelangen, beeinflussen die Bakterien-Zusammensetzung in Böden. Im Fokus der Studien stand Sulfadiazin (SDZ), ein weit verbreitetes Tierantibiotikum. Schon nach dreimaligem Ausbringen kontaminierter Gülle ist eine deutliche Ab­ nahme nützlicher Bodenbakterien zu verzeichnen, gleichzeitig kommt es zu einer Zunahme potentiell humanpathogener Keime. Daher muss, so die Wissenschaft­ ler, der Einsatz von Antibiotika in der Tierhaltung überdacht werden.

Infektion + Immunologie Methoden

Guo-ChungDing et al: Dynamics of Soil Bacterial Communities in Response to Repeated Application of Manure Containing Sulfadiazine. PLOS ONE 9(3): e92958 | doi: 10.1371/ journal.pone.0092958

Antibiotikaeinsatz in der Tierhaltung beeinflusst Bodenbakterien über Gülleinsatz.

Wie Böden CO2 speichern Der weltweite Ausstoß an Kohlendioxid (CO2) steigt weiter – allein 2012 gelang­ ten 35,7 Milliarden Tonnen des Klimagases in die Atmosphäre. Einen Teil des CO2 nehmen Ozeane, Pflanzen und Böden auf. Sie bilden damit ein Reservoir für Kohlenstoff, das die Freisetzung von CO2 eindämmt. Wissenschaftler haben jetzt untersucht, wie organischer Kohlenstoff im Boden fixiert wird. Ihr Ergebnis: Kohlenstoff bindet nur an bestimmte Bodenstrukturen, vorzugsweise an raue und kantige Flächen. Die Kapazität des Bodens, CO2 aufzunehmen, muss daher neu bewertet und in die aktuellen Klimamodelle eingerechnet werden.

Cordula Vogel et al.: Submicron Structures Provide Preferential Spots for Carbon and Nitrogen Sequestration in Soils. Nature Communication 5 (2014) | doi: 10.1038/ ncomms3947

Mikroorganismen fixieren Kohlenstoff an rauen Mineraloberflächen, wo er sich anreichert.

Morbus Alzheimer: Neues zu Tau-Proteinablagerungen Faltungsproteine helfen, andere Proteine in ihre dreidimensionale Form zu falten oder beschädigte Proteine wieder in die korrekte Form zu bringen. Das Protein Hsp90 ist an Faltungsprozessen des Tau-Proteins beteiligt. Ablagerungen von Tau-Aggregaten in Gehirnzellen sind typisch für Morbus Alzheimer und werden für das Absterben von Nervenzellen verantwortlich gemacht. Welche ­molekularen Anlagerungsmechanismen zwischen Hsp90 und Tau dabei eine Rolle spielen, konnte nun aufgeklärt werden. Daraus ergeben sich mögliche Ansatzpunkte für eine Behandlung.

G. Elif Karagoz et al.: Hsp90-Tau Complex Reveals Molecular Basis for Specificity in Chaperone Action. Cell 156 (2014) | doi: 10.1016/j.cell.2014.01.037

Zebrafisch-Nerven, die mit dem Gehirn verschaltet sind (grün). Eines dieser Neuronen trägt ein durch Licht aktivierbares Enzym (rot). Mit Hilfe von optogenetischen Methoden konnte die Regeneration von verletzten Neuronen stimuliert werden.

Nervenreparatur mit Licht Mit Hilfe optogenetischer Methoden konnten Regenerationsprozesse von N ­ erven gezielt aktiviert werden. Dazu wurde eine durch blaues Licht ­aktivierbare Form des Enzyms Adenylatzyklase verwendet. Das Enzym bildet den für die Nerven­ reparatur erforderlichen Botenstoff cAMP. Indem Bestrahlung mit Licht die Pro­ duktion von cAMP erhöhte, wurde es durch das optogenetische ­System m ­ öglich, die Reparatur von N ­ ervenbahnen räumlich und zeitlich exakt zu ­stimulieren.

Yan Xiao et al.: Optogenetic stimulation of neuronal repair. Current Biology 25 (2015) | doi: 10.1016/j. cub.2015.09.038

Hitzeschockproteine gegen Amyloide Hitzeschockproteine gelten als Hoffnung für die Behandlung ­neurodegenerativer Erkrankungen. Sie sind in der Lage, f­ehlgefaltete P ­ roteine zu binden und vor dem Verklumpen zu bewah­ ren. Im k­ leinen H ­ itzeschockprotein alpha B-­Crystallin ­wurden erstmals jene Stellen identifiziert, mit denen das Protein an das beta-­Amyloid bindet. Es ist die erste d­ irekte ­Strukturanalyse eines ­vollständigen ­kleinen Hitzeschockproteins in Interaktion mit einem Bindungspartner und eine ­Voraussetzung für die Entwicklung von Wirkstoffen.

Andi Mainz et al.: The Chaperone alpha ­B-Crystallin Deploys ­ ifferent Interfaces to D Capture an Amorphous and an Amyloid Client. Nature Structural Molecular Bio­ logy (2015) | doi: 10.1038/ nsmb.3108

Strukturbild des alpha B-Crystallin.

Dynamik von Transkriptionsfaktoren Die Ergebnisse dieser Studie revidieren bisherige Annahmen über die Dynamik und Regulation von Transkriptionsfaktoren in embryonalen Mausstammzellen. Das Wissenschaftler-Team führte eine akkurate Quantifizierung der Protein­ expressionen über mehrere Generationen in einzelnen Zellen durch. In diesen ist das Pluripotenz-Protein Nanog mit einer fluoreszierenden Markierung gekenn­ zeichnet. Während bisherige Modelle Nanog zentral im Regulationswerk von Stammzellen platzieren, zeigt die aktuelle Untersuchung, dass Unterschiede in der Nanog-Expression nur bedingt mit Unterschieden in der Expression anderer pluripotenter Faktoren einhergehen.

Adam Filipczyk et al.: Network Plasticity of Pluripotency Transcription Factors in Embryonic Stem Cells. Nature Cell Biology 17 (2015) | doi: 10.1038/ ncb3237

NMR/SAXS Strukturmodell des Hsp90-Tau Proteinkomplexes. 80

Neuroforschung

Featured Science 81


Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt

Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung

NEUROFORSCHUNG

INFEKTION + IMMUNOLOGIE

Infektion + Immunologie Methoden

Methoden

Modell für latent HIV-infizierte Gehirnzellen Derzeit sind weltweit über 35 Millionen Menschen mit HIV-1 infiziert. Antivirale Medikamente können die Infektion zwar aufhalten, aber nicht heilen, da sich das Virus in einem latenten, also ruhenden, Zustand in bestimmten Zellen versteckt, darunter auch in langlebigen Gehirnzellen, den Astrozyten. Ausgehend von humanen neuronalen Stammzellen ist es nun gelungen, ein Modell von latent infizierten Gehirnzellen zu etablieren und in diesen den Einfluss verschiedener Wirkstoffe auf die Aktivität des Virus zu untersuchen.

Martha Schneider et al.: A New Model for Post-­integration Latency in ­Macroglial Cells to Study HIV-1 Reservoirs of the Brain. AIDS 29 (2015) | doi:10.1097/ QAD.0000000000000691

Regeneration von Gehirnzellen Erstmals ist es gelungen, einzelne neurale Stammzellen im Gehirn eines leben­ den Wirbeltiers direkt per Live Imaging zu beobachten. Der Blick auf die Vorgänge im intakten und im verletzten Gehirn von Zebrafischen zeigte Bemerkenswertes: Die Stammzellen können sich direkt in Neuronen umwandeln, wodurch der Pool an Stammzellen verbraucht wird. Außerdem erhöht nach einer Verletzung ein veränderter Zellteilungsmodus die Ausbeute an Neuronen.

Joana S. Barbosa et al.: Live Imaging of Adult Neural Stem Cell Behavior in the Intact and Injured Zebrafish Brain. Science 348 (2015) 789-793 | doi: 10.1126/ science.aaa272

Neurale Stammzellen (grün markiert) im Telencephalon des adulten Zebrafischs.

Stammzellen im Gehirn: kein ewiger Jungbrunnen Gehirn-Stammzellen können Nervenzellen nachbilden und sind daher Hoffnungs­ träger für die Therapie von Erkrankungen des Gehirns, z.B. Demenzen. Bisher glaubte man, dass die Erhaltung des Stammzell-Pools auf der Selbsterneuerung einzelner Stammzellen beruht. Nun aber stellte sich heraus, dass die Selbst­ erneuerungsrate der Stammzellen begrenzt ist und ihre Anzahl mit der Lebens­ dauer abnimmt. Neue Therapieansätze sollten also die Stammzellen selbst in den Fokus rücken.

Filippo Calzolari et al.: Fast Clonal Expansion and Limited Neural Stem Cell Self-renewal in the Adult Subependymal Zone. Nature Neuroscience 18 (2015) | doi: 10.1038/nn.3963

Zelluläre Verwandlung im Gehirn Degenerative Erkrankungen des Gehirns wie Morbus Alzheimer oder Gewebe­ schäden beim Schlaganfall führen zum Untergang von Neuronen. Der zerebrale Kortex, die für komplexe Denkvorgänge zuständige Hirnregion, ist nicht in der Lage, diese Zellen zu ersetzen. Wissenschaftler haben nun im Tiermodell ent­ deckt, dass sich Gliazellen – eigentlich Stützzellen des Hirngewebes – unter bestimmten Bedingungen im zerebralen Kortex in Neuronen verwandeln können – eine vielversprechende Grundlage für neue Therapieansätze.

Christophe Heinrich et al.: Sox2-Mediated Conversion of NG2 Glia into Induced Neurons in the Injured Adult Cerebral Cortex. Stem Cell Reports 3 (2014) | doi: 10.1016/j.stemcr.2014.10.007

82

Gen-Signatur bei Knochenkrebs Bei der Untersuchung von insgesamt 123 Osteosarkomen hinsichtlich Veränderun­ gen im Erbgut konnten 14 sogenannte Driver-Gene heraus kristallisiert werden. Sie treiben die Tumorentwicklung offenbar entscheidend voran. Weitere Analysen ergaben, dass über 80 Prozent der untersuchten Osteosarkome in diesen Genen eine bestimmte Signatur aufwiesen, die auch in Brust- oder Eierstocktumoren häufig zu beobachten ist. Zur Behandlung BRCA1/2-defizienter Tumoren existie­ ren bereits entsprechende Medikamente, die zu neuen Therapieoptionen für ­Patienten mit Osteosarkomen führen könnten.

Michal Kovac et al.: Exome sequencing of Osteo­ sarco­ma Reveals Mutation Signatures Reminiscent of BRCA Deficiency. Nature Communications 6 (2015) | doi: 10.1038/ncomms9940

Brutstätten für Leberkrebs Leberkrebs entsteht in lymphknotenartigen Strukturen, die ein ­charakteristisches Merkmal einer chronischen Leberentzündung sind. Im Inneren dieser „Pseudo-­ Lymphknoten“ wurden hohe Konzentrationen an Signalmolekülen des Immun­ systems, insbesondere die sogenannten Lymphotoxine, gefunden. Sie ­treiben die Entwicklung der Krebsvorläuferzellen an, die schließlich in das ­umliegende Lebergewebe auswandern und sich dort vermehren.

Shlomi Finkin et al.: Ectopic Lymphoid Structures Function as Microniches for Tumor Progenitor Cells in Hepatocellular Carcinoma. Nature Immunology 16 (2015) | doi: 10.1038/ni.3290

Die Rolle von BMP7 bei Nebennierentumoren Bei der Entstehung von Tumoren des Nebennierenmarks spielt das P ­ rotein BMP7 eine entscheidende Rolle spielt und könnte ein mögliches Ziel für ­künftige ­Therapien darstellen. Zu diesem Ergebnis kommen Untersuchungen an Phäochromo­zytomen (PCC), hormonell aktiven Tumoren des Nebennierenmarks. In funktionellen Tests konnte nachgewiesen werden, dass erhöhtes BMP7 zu einer vermehrten Zellteilung sowie zu aggressivem Migrationsverhalten von PCC-­Zellen führt, und ein zugrunde liegender Signalweg identifiziert werden.

Ines Leinhäuser et al.: Oncogenic Features of the Bone Morphogenic Protein 7 (BMP7) in Pheochromocytoma. Oncotarget (2015) | doi: 10.18632/­oncotarget.4912

Wie Lymphome Immunangriffe abwehren Natürliche Killerzellen des Immunsystems – sie vermitteln eine a­ ngeborene ­Immunität gegen körperfremde und veränderte körpereigene Strukturen – ­können bösartige Zellen beim Lymphdrüsenkrebs in Schach halten und gelten als vielversprechender therapeutischer Ansatz. Allerdings: In der direkten Umgebung des Tumors verlieren sie immer mehr an Wirkung. Wissenschaftler haben nun untersucht, welche Mechanismen die Killerzellen blockieren und wie man dies verhindern könnte.

Lena Belting et al.: Critical Role of the NKG2D Receptor for NK Cell-mediated Control and Immune Escape of B-cell Lymphoma. European Journal of Immunology 45 (2015) | doi: 10.1002/eji.201445375

Infektion + Immunologie

Featured Science 83


Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung

INFEKTION + IMMUNOLOGIE Methoden

Unter die Haut injizierte Antikörper binden an Zellen und bilden ein Depot im subkutanen Lymphknoten.

Subkutane Behandlung mit multispezifischen Antikörpern Die Behandlung von Tumoren mit multispezifischen Antikörpern – künstlich erzeugten Immunglobulinen, die gleichzeitig mehrere unterschiedliche Zell­ typen zusammenführen können – ist wesentlich besser verträglich, wenn diese subkutan statt, wie bisher üblich, intravenös gegeben werden. Die im Tiermodell gewonnenen Resultate könnten die Dauer von Klinikaufenthalten von Tumor­ patienten deutlich verkürzen.

Nina Deppisch et al.: Efficacy and Tolerability of a GD2-Directed Trifunctional Bispecific Antibody in a Preclinical Model: Sub­ cutaneous administration is superior to intravenous delivery. Molecular Cancer Therapeutics 14 (2015) | doi: 10.1158/1535-7163. MCT-15-0156

Epstein-Barr-Virus unter die Tarnkappe geschaut Die meisten Menschen sind mit Epstein-Barr-Virus (EBV) infiziert und tragen es lebenslang in sich – dennoch bleiben sie in der Regel gesund. Es gibt allerdings auch verschiedene Tumorarten, an denen EBV beteiligt ist, z.B. Morbus ­Hodgkin. Nun wurde teilweise das Rätsel gelöst, wie sich EBV vor dem Immunsystem versteckt. Verantwortlich dafür ist das virale Protein LMP2A, das infizierten Zellen hilft, sich vor T-Zellen zu verbergen. Dieses könnte auch bei der EBV-induzierten Entstehung von Krebs eine Rolle spielen.

Chiara Rancan et al.: Latent Membrane Protein LMP2A Impairs Recognition of EBV-Infected Cells by CD8+ T Cells. PLoS Pathog 11 (2015) | doi:10.1371/journal. ppat.1004906

Ferroptose: Zelltod mit therapeutischem Potential Die Ferroptose ist eine erst kürzlich entdeckte Art des programmierten Zelltods und an zahlreichen Krankheitsprozessen beteiligt, wie Nierenversagen, Schlag­ anfall und Neurodegeneration. Doch der ferroptotische Zelltod lässt sich durch Ferroptose-Inhibitoren wie Liproxstatin-1 pharmakologisch blockieren. Ein inter­ nationales Wissenschaftlerteam konnte nun wichtige molekulare Mechanismen der Ferroptose aufklären, wodurch sich auch neue Aspekte für die Wirkstoff­ forschung ergeben.

Jose Pedro Friedmann Angeli et al.: Inactivation of the Ferroptosis Regulator Gpx4 Triggers Acute Renal Failure in Mice. Nature Cell Biology 16 (2014) | doi:10.1038/ncb3064A

NH

H N N

N H

Cl

Nicht-alkoholische Leberkrankheiten durch Immunzellen Immunzellen, die in die Leber einwandern und dort mit Zellen des Lebergewebes interagieren, können Fettleber, nicht-alkoholische Steatohepatitis und Leber­ krebs auslösen. Dies haben Wissenschaftler im Tiermodell gezeigt und damit einen ­bislang unbekannten Entstehungsmechanismus dieser schweren und weit verbreiteten Erkrankungen identifiziert. Die Aktivierung und Einwanderung der T-Zellen wird offenbar durch ein metabolisches Ungleichgewicht ausgelöst.

Monika Julia Wolf et al.: Metabolic Activation of Intrahepatic CD8+ and NKT-cells Causes Nonalco­ holic Steatohepatitis and Hepatocellular Carcinoma Via Cross-talk with Hepato­ cytes. Cancer Cell 26 | doi: 10.1016/j.ccell.2014.09.003

Wie Roquin Autoimmunität verhindert Das Protein Roquin kontrolliert die Aktivierung und Differenzierung von T-Zellen, indem es die Expression bestimmter mRNAs reguliert. Dadurch hilft es, die im­ munologische Toleranz des Körpers zu gewährleisten und Autoimmunreaktionen zu verhindern. Nun konnte die räumliche Struktur von Roquin beim Andocken an mRNAs bestimmt werden. Es zeigte sich, dass es ein viel größeres Spektrum von funktionell wichtigen Roquin-Bindungspartnern gibt als bisher vermutet.

Andreas Schlundt et al.: Structural Basis for RNA Recognition in Roquin-­ mediated Post-transcrip­ tional Gene Regulation. Nature Structural & Molecular Bio­logy 21 (2014) | doi:10.1038/nsmb.2855

Neues Wissen zur Transplantationstoleranz Chronische Infektionen mit dem Hepatitis-C-Virus gehören zu den häufigsten Gründen für Lebertransplantationen. Weil die vorhandenen Viren auch die neue Leber infizieren, ist das Immunsystem dort hochaktiv. Eine klinische Studie liefert Hinweise, warum bei einem Teil der Patienten das transplantierte Organ vom körpereigenen Immunsystem toleriert und nicht abgestoßen wird. So waren in der Leber toleranter Patienten Gene des Typ-I-Interferonsystems aktiv. Sie stellen einen möglichen Marker für Transplantationstoleranz dar.

Felix Bohne et al.: HCV-in­ duced Immune Responses Influence the Development of Operational Tolerance Following Liver Transplan­ tation in Humans. Science Translational Medicine 6 (2014) | doi: 10.1126/ scitranslmed.3008793

Wirkung von T-Zellen auf EBV-assoziierte Tumoren Verschiedene Untergruppen von T-Zellen können das Wachstum von Epstein-­ Barr-Virus (EBV)-assoziierten Tumoren entweder hemmen oder aber fördern. In einer Analyse der Tumor-spezifischen Abwehrzellen fanden ­Wissenschaftler im Tiermodell, dass die Hemmung von solchen T-Zellen vermittelt wird, die ­virus- oder körpereigene Bestandteile der Tumoren erkennen. Darauf aufbauend ­könnten neue Immuntherapien und Impfungen entwickelt werden.

Stefanie Linnerbauer et al.: Virus and Autoantigen-­ Specific CD4+ T Cells Are Key Effectors in a SCID Mouse Model of EBV-­ Associated Post-Transplant Lymphoproliferative Dis­ orders. PLoS Pathog 10(5): e1004068 | doi:10.1371/ journal.ppat.1004068

CMV wehrt sich gegen Immunangriff Cytomegalieviren (CMV) sind in der Bevölkerung weit verbreitet und meist harm­ los, bei transplantierten Personen können sie jedoch schwere E­ rkrankungen ­verursachen. Als Therapie kann man virusspezifische T-Immunzellen aus ­gesunden Virusträgern übertragen. Nun wurde erforscht, warum diese Methode unterschiedlich effizient ist: Hemmstoffe von CMV, sogenannte Immunevasine, verhindern, dass die virusinfizierten Zellen von den T-Zellen erkannt und abge­ tötet werden. Manche T-Zellen können diese Hemmung jedoch überwinden.

Stefanie Ameres et al.: CD8 T Cell-Evasive Functions of Human Cytomegalo­ virus Display Pervasive MHC Allele Specificity, Complementarity, and Cooperativity. The Journal of Immunology (2014) | doi: 10.4049/jimmunol.1302281

Liproxstatin-1, der erste in vivo aktive ­Ferroptose-Inhibitor.

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Infektion + Immunologie

Featured Science 85


Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung

Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie

INFEKTION + IMMUNOLOGIE

METHODEN

Methoden

Hepatitis C-Virus (HCV): die Interaktion viraler Proteine in Wirtszellen Infektionen mit HCV führen zu entzündlichen, meist chronischen Lebererkrankun­ gen. Die Hepatitis C ist ein Risikofaktor für die Entstehung von Leberzirrhose und Leberkrebs. Nun wurden mit einer neuartigen Methodenkombination die Wech­ selwirkungen der Hepatitis C-Virusproteine in lebenden Humanzellen untersucht. Dadurch erhofft man sich ein besseres Verständnis der Krankheitsmechanismen und die Identifizierung neuer Angriffspunkte für effektivere Therapien. Neuer Behandlungsansatz bei Hepatitis B Hepatitis B-Viren (HBV) können dauerhaft in der Leber persistieren, indem sie ihre DNA in Zellkernen „verstecken“. Später – z.B. nach Abschluss einer anti­ viralen Therapie – können die DNAs dann reaktiviert und neue Viren gebildet werden. Ein Forscherteam hat jetzt entdeckt, dass die Aktivierung des Lympho­ toxin-β-Rezeptors oder des Interferonrezeptors in der Wirtszelle bestimmte Proteine (sogenannte Deaminasen) dazu veranlasst, die virale DNA chemisch zu verändern und abzubauen – das Virus kann nicht mehr reaktiviert werden. Dies eröffnet neue Möglichkeiten zur Heilung von Hepatitis B. Extrakte aus Geranien wirksam gegen HIV-1 Substanzen aus Geranien verhindern die Vermehrung des Humanen Immun­ defizienz Virus Typ 1 (HIV-1) in menschlichen Kulturzellen. Die pflanzlichen Stoffe blockieren das Andocken der Viren an ihre Wirtszellen und verhindern so ihr Eindringen. Chemische Analysen ergaben, dass die antivirale Wirkung durch Polyphenole vermittelt wird. Sind die Extrakte auch im menschlichen Organismus wirksam, stellen sie eine potentiell neue Wirkstoffklasse für die AIDS-Therapie dar.

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Nicole Hagen et al.: The Intra Viral Protein Interac­ tion Network of Hepatitis C Virus. Molecular & Cellular Proteomics 13.7 (2014) | doi: 10.1074/mcp.M113.036301

3D-Test für Brustkrebsmedikamente Die Strahlentherapie ist ein wichtiger Teil der Behandlung von Brustkrebs. Manchmal bleiben jedoch Tumorzellen zurück, die durch die Strahlung weniger stark geschädigt werden. Nun wurde ein Testsystem entwickelt, das es erlaubt, in künstlichem dreidimensionalem Gewebe zu untersuchen, welche Wirkstoffe die Krebszellen für eine Strahlentherapie sensibilisieren. Die Dreidimensionalität des Gewebes kommt dabei den natürlichen Bedingungen deutlich näher als zwei­ dimensionale Zellkultur-Testsysteme.

Nataša Anastasov et al.: A 3D-Microtissue-based Phenotypic Screening of Radiation Resistant Tumor Cells with Synchronized Chemotherapeutic Treatment. BMC Cancer 15:466 (2015) | doi:10.1186/ s12885-015-1481-9

Dreidimensionale Gewebekultur zum Test ­strahlensensibilisierender Brustkrebsmedikamente. Julie Lucifora et al.: Spe­ cific and Non-Hepatotoxic Degradation of Nuclear Hepatitis B Virus cccDNA. Science 343 (2014) | doi: 10.1126/science.1243462

Markus Helfer et al.: The Root Extract of the Medicinal Plant Pelargo­ nium sidoides is a Potent HIV-1 Attachment Inhibitor. PLOS ONE 9(1): e87487 (2014) | doi: 10.1371/journal. pone.0087487

Mammakarzinom-Forschung: Mini-Brüste in der Petrischale In Deutschland erkranken jährlich 70 000 Frauen an Brustkrebs. Trotz großer ­Fortschritte in der Therapie sind seltene, besonders aggressive Formen bisher nicht richtig verstanden. Wissenschaftlern ist es nun gelungen, aus einzelnen menschlichen Brustdrüsenzellen ein komplexes dreidimensionales in ­vitro-System zu etablieren, das die Entwicklung menschlicher Brustdrüsen nachbildet. Damit kann die Organentwicklung, die Rolle von Stammzellen und die Entstehung von Brustkrebs im Detail analysiert werden.

Jelena R. Linnemann et al.: Quantification of Regenerative Potential in Primary Human Mammary Epithelial Cells. Development 142 (2015) | doi:10.1242/dev.123554

Brustepithelstruktur in Kultur.

Methoden

Featured Science 87


Diabetesforschung Lungen- + Allergieforschung Genetik + Epidemiologie Gesundheit + Umwelt Neuroforschung Infektion + Immunologie

METHODEN

CRISPR/Cas: effizientes Editieren des Erbguts Eine neue gentechnische Methode schlägt derzeit hohe Wellen und elektrisiert die Biowissenschaftler: die CRISPR/Cas-Technik, mit der sich genomische DNA präzise, preiswert und schnell editieren lässt. Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München haben zusammen mit Berliner Forschern nun das Verfahren durch molekularbiologische Tricks deutlich effizienter gemacht. Die Erfolgsrate der Methode konnte um das Achtfache gesteigert werden.

Van Trung Chu et al.: Increasing the Efficiency of Homology-directed Repair for CRISPR-Cas9-induced Precise Gene Editing in Mammalian Cells. Nature Biotechnology 33( 2015) | doi:10.1038/nbt.3198

Verbesserung der bildgebenden Diagnostik Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein hochauflösendes Verfahren zur klinisch-diagnostischen Bildgebung. Häufig werden zusätzlich Kontrastmittel ­verwendet, die bestimmte Gewebestrukturen und krankhafte Prozesse verdeut­ lichen. Dabei korreliert das Bildsignal allerdings nicht mit der tatsächlichen quantitativen Anreicherung des Kontrastmittels. Forscher haben jetzt mit der ­bildgebenden Massenspektrometrie (MALDI-MS-Imaging) eine Methode ent­ wickelt, mit der Kontrastmittelanreicherungen spezifisch gemessen werden ­können und so die Aussagekraft der Bildgebung verbessert wird.

Michaela Aichler et al.: Spatially Resolved Quanti­ fication of Gd (III)-based Magnetic Resonance Agents in Tissue by MALDI Imaging Mass Spectrometry after in vivo MRI. Angewandte Chemie – International Edition | doi: 10.1002/ ange.201410555

Mit Statistik Zelltypen identifizieren Zellpopulationen sind sehr heterogen, selbst wenn es sich um die gleiche Art von Zellen handelt. Um verschiedene Zelltypen zu bestimmen, wird das jeweils aktive Erbgut – in Form von RNA-Molekülen – der einzelnen Zellen analysiert. Jedoch können Störfaktoren, wie eine kurzfristig veränderte Genexpression, bedingt durch den Zellzyklus oder Differenzierungsprozesse, das Ergebnis beeinflussen. Wissenschaftler haben nun ein bioinformatisches Modell entwickelt, das solche Unsicherheitsfaktoren statistisch ermittelt und in der Analyse einzelner Zellen berücksichtigt. Umfangreiche Stoffwechseldaten schneller erheben Metabolomik ist ein neuer Ansatz in der Stoffwechselforschung, der die Stoff­ wechsel-Eigenschaften ganzheitlich betrachtet – d.h. unter Einbeziehung von ­Umsatzraten, Interaktion sowie räumlicher und zeitlicher Trennung einzelner Stoffwechselwege. Auch genetische und mikrobielle Einflüsse werden berück­ sichtigt. Metabolomik-Daten sind äußerst komplex, daher sind verfeinerte bio­ logische und mathematische Analysemethoden vonnöten. Die Wissenschaftler nutzten eine besonders hochauflösende Form der Massenspektrometrie, um in kürzester Zeit detaillierte Informationen über den metabolischen Status einer Probe zu erhalten.

Florian Buettner et al.: Computational Analysis of Cell-to-cell Heterogeneity in Single-cell RNA-Sequenc­ ing Data Reveals Hidden Subpopulation of Cells. Nature Biotechnology 33 (2015) |doi: 10.1038/nbt.3102

Infrarotmarker verbessert Gewebedarstellung In der biomedizinischen Bildgebung können mit fluoreszierenden Proteinen molekulare Strukturen und Prozesse dargestellt werden. Eine neu entwickelte Methode nutzt B-Zellen des Immunsystems zur Produktion von Fluoreszenz-­ Proteinen mit optimierten Eigenschaften. Die im Infrarot-Bereich leuchtenden Marker können je nach eingesetztem Lichtspektrum und untersuchtem Orga­ nismus verbesserte Darstellungen liefern. Mit dem neuen Verfahren lassen sich Fluoreszenz-Marker für verschiedene Fragestellungen der Bildgebung kosten­ günstig und schnell optimieren.

Ulrike Schoetz et al.: Usefulness of a Darwinian System in a Biotechnologi­ cal Application: Evolution of Optical Window Fluorescent Protein Variants Under Selective Pressure. PLOS ONE 9 (2014) | doi: 10.1371/ journal.pone.0107069

Den Gentransfer optimieren Lentiviren sind Retroviren, die als Genfähren dazu verwendet werden, Gene in Zellen einzuschleusen. Dadurch kann z.B. bei einer Gentherapie ein defektes Gen ersetzt werden. Es ist allerdings schwierig, die Effizienz einer solchen Behand­ lung zu steigern: Das Virus soll die Zielzellen spezifisch aufspüren, aber die Virenzahl soll möglichst klein gehalten werden. Forschern ist es nun gelungen, einen Hilfsstoff zu entwickeln, der die Effizienz des Virus erhöht. So kann der Transfer in die Zielzellen optimiert werden, ohne dass diese Schaden nehmen.

Ines Höfig et al: Systematic Improvement of Lentivirus Transduction Protocols by Antibody Fragments Fused to VSV-G as Envelope Glycoprotein. Biomaterials 35/ 13 (2014) | doi: 10.1016/ j.biomaterials.2014.01.051

Einzigartige Zellen per Mathematik aufspüren Jede Körperzelle ist einzigartig, auch Zellen einer Gewebeart unterscheiden sich geringfügig voneinander. Ein wichtiges Verfahren, solche Heterogenitäten zu ­verstehen, sind Einzelzell-mRNA-Analysen. Die aber sind aufwändig und teuer und die Handhabung der Einzelzellen verursacht erhebliche Ungenauigkeiten bei den Messwerten. Wissenschaftler haben nun einen Weg gefunden, wie sich die Analysen mit Methoden der mathematischen Statistik vereinfachen und ver­ bessern lassen.

Sameer S. Bajikar et al.: Parameterizing Cell-to-cell Regulatory Heterogeneities via Stochastic Transcription­ al Profiles. PNAS 11 (2014) | doi: 10.1073/pnas.1311647111

In einer Gewebeprobe wird mRNA-Aktivität durch Fluoreszenz-in-situ-­Hybridisierung (FISH) sichtbar gemacht. Blau: niedrige, rot: hohe Aktivität. Mit FISH können Hetero­genitäten erkannt werden – allerdings zu einem deutlich höheren Kostenund Zeitaufwand als mit der neuen statistischen Methode.

Michael Witting et al.: DI-ICR-FT-MS-based High-throughput Deep Metabotyping: a Case Study of the Caenorhabditis elegans–Pseudomonas aeruginosa Infection Model. Analytical and Bioanalytical Chemistry 407 (2015) | doi: 10.1007/s00216-014-8331-5

Aufnahme: Sameer S. Bajikar/University of Virginia, Charlottesville

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Methoden

Featured Science 89


4 Fakten 1. Januar 2014 bis 31. Dezember 2015

Fakten


Personal Das Helmholtz Zentrum München bietet ein attraktives Arbeitsumfeld für ein breites Spektrum naturwissenschaftlich-technischer Berufe. 2015 waren insgesamt 2 280 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am Zentrum beschäftigt, knapp 19 Prozent über Drittmittel. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter stammen aus 70 verschiedenen Nationen. Drei Viertel der Beschäftigten sind im wissenschaftlichen Bereich tätig. Neben 727 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern gehören dem Zentrum 335 Doktoranden an. Das Helmholtz Zentrum München engagiert sich in der Nachwuchsförderung. Angebote für den wissenschaftlichen Nachwuchs richten sich an Doktoranden, Postdocs und Nachwuchsgruppenleiter.

af h c ns sse i ew t g i äft h c s Be

1 1 1 7

2 280

307

Beschäftigte insgesamt

ch rei e B er h tlic

Bes und chäf tig Infr te te astr c ukt hnisch ur er B etri eb

262

g altun Verw igte häf t Besc

92

Knapp 60 Prozent der Beschäftigten am Helmholtz Zentrum München sind Frauen. Der Frauenanteil an Führungs­ positionen insgesamt beträgt im wissenschaftlichen Bereich 30 Prozent, bei Nachwuchsgruppen und Klinischen Kooperationsgruppen 58 Prozent. Das Helmholtz Zentrum München fördert die Karriere von Mitarbeiterinnen und schafft gleiche Rahmenbedingungen für den beruflichen Erfolg von Frauen und Männern. Um die Vereinbarkeit von Familie und Beruf für Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zu verbessern, baut das Zentrum sein Kinderbetreuungsangebot auf dem Forschungscampus kontinuierlich aus.

Die Schwerpunkte der am Helmholtz Zentrum München vertretenen wissenschaftlichen Fachrichtungen liegen in den Bereichen Biologie, Chemie, Medizin und Gesundheitswissenschaften. Die Strategie des Zentrums setzt auf eine internationale Rekrutierung exzellenter Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und auf Maßnahmen zur gezielten Förderung junger Führungskräfte. Im Bereich der beruflichen Ausbildung bietet das Zentrum attraktive Angebote in Wissenschaft, Technik und Ver­ waltung. Insgesamt 52 junge Frauen und Männer wurden 2015 in sieben Berufen ausgebildet.

30,3 %

Frauenanteil Führungsposi­ti­­onen insgesamt wissenschaftlicher Bereich

59,8 %

Frauenanteil Beschäftigte insgesamt

58,3 %

Frauenanteil Führungspositionen im Nachwuchsbereich

0,7 % Agrarwissenschaften/ Forstwirtschaft 5,4 % andere Fachrichtungen

44,1 %

13,5 % Chemie/Biochemie

Biologie/Biotechnik 8,1 % Epidemiologie/ Gesundheitswissenschaften 2,0 % Geologie/Umweltwissenschaft 4,3 % Informatik 3,3 % Ingenieurwesen

7,4 % Physik/Biophysik 3,6 % Mathematik 6,5 % Medizin

1,1 % Veterinärmedizin

Personal 2015

Fakten 93


Finanzen Einn ahm

Das Helmholtz Zentrum München verfügte 2015 über einen Gesamthaushalt von rund 268 Millionen Euro. Aus der institutionellen Förderung, die durch den Bund und den Freistaat Bayern im Verhältnis 90:10 Prozent getragen werden, stammten rund 213 Millionen Euro. Die Drittmittelerträge beliefen sich auf 55 Millionen Euro.

en

aus institutioneller Förderung

212,6 Millionen Euro

au s in

2014 betrug das Haushaltsvolumen insgesamt 315 Millionen Euro. Davon waren 253 Millionen Euro institutionelle Förde­rung. Die Drittmittelerträge aus der nationalen und internationalen Forschungsförderung beliefen sich auf 62 Millionen Euro.

Einnahmen 2015

st i tu t

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Ausgaben aus institutioneller Förderung 2015

90,2 Millionen Euro Sachausgaben 52,5 Millionen Euro Ausgaben für Zuschüsse an Dritte 39,1 Millionen Euro Investitionen 30,5 Millionen Euro

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Personalausgaben

a Einn

hm

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Drittmittel Forschung 2015

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nach Herkunft

37,9 Millionen Euro

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Bundesministerium für Bildung und Forschung

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11,9 Millionen Euro

6,2 Millionen Euro Übrige Bundesstellen 0,1 Millionen Euro Bayern und Landesstellen 0,3 Millionen Euro Deutsche Forschungsgemeinschaft 3,9 Millionen Euro Sonstige inländische Stellen 2,1 Millionen Euro Europäische Union 11,3 Millionen Euro Sonstige ausländische Stellen 2,1 Millionen Euro

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Helmholtz-Gemeinschaft

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94

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Stand: Mai 2016

Finanzen 2014–2015

Fakten 95


Organisation

Mitglieder des Wissenschaftlichen Beirats

Vorsitzender Prof. Hillel Koren Environmental Health, LLC Durham, North Carolina, USA Stellvertretender Vorsitzender Prof. Steve Brown MRC Harwell, Harwell Science and Innovation Campus, Oxfordshire, UK

Das Helmholtz Zentrum München ist eine Forschungseinrichtung des Bundes und des Freistaats Bayern. Gesellschafter sind die Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch die Bundesministerin für Bildung und Forschung, sowie der Freistaat Bayern, vertreten durch den Bayerischen Staatsminister der Finanzen, für Landesentwicklung und Heimat.

Prof. Amnon Altman Head, Division of Cell Biology, La Jolla Institute for Allergy & Immunology, California, USA

Organe der Gesellschaft sind Gesellschafterversammlung, Aufsichtsrat und Geschäftsführung. In wissenschaftlichen Fragen wird das Helmholtz Zentrum München durch einen mit externen Mitgliedern besetzten Wissenschaftlichen Beirat beraten. Durch die Programm- und Topicsprecher sind Wissenschaftler im Management Committee vertreten. Das Scientific Review Committee berät die Geschäftsführung als Expertengremium in wichtigen wissenschaftlichen Fragen.

Prof. Elizabeth Fisher UCL Institute of Neurology, London, UK

Mitglieder der Geschäftsführung

CEO Prof. Dr. Günther Wess

Prof. Edda Klipp Humboldt-Universität zu Berlin, Department of Biology, Germany

CFO Renate Schlusen (kommissarisch, ab 1. Januar 2016) Dr. Nikolaus Blum (bis 31. Dezember 2015)

Prof. Geoff J. Laurent Centre for Cell Therapy and Regenerative Medicine, University of Western Australia, Nedlands, Australia

CTO Dr. Alfons Enhsen

Prof. Edward H. Leiter The Jackson Laboratory, Bar Harbor, Maine, USA

Vorsitzende MinDir’in Bärbel Brumme-Bothe Bundesministerium für Bildung und Forschung

Prof. Stephanie J. London National Institute of Environmental Health Sciences, Research Triangle Park, North Carolina, USA

Stellvertretender Vorsitzender Mdgt. Dr. Ronald Mertz Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie

Dr. Manfred Rösner mroe-consulting, Eppstein, Germany

Mitglieder des Aufsichtsrats

Prof. Christine H. Foyer Centre for Plant Sciences, University of Leeds, UK

Prof. Stephen C. Woods Department of Psychiatry, University of Cincinnati, Ohio, USA

Oliver Schenk Bundesministerium für Gesundheit MDg Dr. Christian Greipl Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit MinR Ulrich Reithmann Bayerisches Staatsministerium der Finanzen, für Landesentwicklung und Heimat Dr. Sylvia Wojczewski BioSpring GmbH Dr. Alois Rhiel OFB Projektentwicklung GmbH

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Prof. Dr. Bernd Engler Eberhard Karls Universität Tübingen

Stand April 2016

Organisation

Fakten 97


Helmholtz Zentrum München – Aktuelle Fakten Mit 1 331 Publikationen in international anerkannten Fachmagazinen hat die wissenschaftliche Veröffentlichungsleistung des Helmholtz Zentrums München 2015 einen neuen Höchststand erreicht. Dies spiegelt sich auch in einer Summe von 7 603 erzielten Impact Factor-Punkten wider. Sehr erfolgreich war das Helmholtz Zentrum München bei der Einwerbung von Grants des European Research Council (ERC). Insgesamt konnten 19 Grants eingeworben werden. Im Vergleich der Helmholtz-Zentren nimmt das Zentrum damit eine Spitzenposition ein. Die 48 selbstständigen wissenschaftlichen Institute und Abteilungen sind über Programme und Themen vernetzt. Das Helmholtz Zentrum München verfügt über modernste Technologieplattformen als zentrale Serviceeinheiten. Um Grundlagenforschung gezielt in medizinische Anwendung zu überführen, arbeiten Forscher des Helmholtz Zentrums München in Translationszentren und Klinischen Kooperationsgruppen eng mit medizinischen Partnern der Universitäten und Kliniken zusammen.

1 331 Veröffentlichungen in internationalen Fachjournalen 7 603 Summe Impactpunkte 10 Starting Grants des European Research Council (ERC) 5 Consolidator Grants des European Research Council (ERC) 4 Advanced Grants des European Research Council (ERC) 48 Institute und selbstständige wissenschaftliche Abteilungen 27 Gemeinsame Berufungen mit Universitäten 19 Ausgründungen seit 1997 131 Patentfamilien 3 Translationszentren 9 Klinische Kooperationsgruppen 26 Wissenschaftliche Nachwuchsgruppen 2 Informationsdienste 2 280 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter (Stand 31.12.2015) 268 Millionen Euro Finanzvolumen 2015

Die Helmholtz-Gemeinschaft Die Helmholtz-Gemeinschaft verfolgt langfristige Forschungsziele des Staates und der Gesellschaft und hat die Aufgabe, die Lebens­ grundlagen des Menschen zu erhalten und zu verbessern. Sie iden­tifiziert und bearbeitet große und drängende Fragen von Gesell­schaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch strategisch-­programmatisch ausgerichtete Spitzenforschung. In der Helmholtz-­Gemeinschaft haben sich 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinischbiologische Forschungszentren zusammengeschlossen. Mit mehr als 38 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und einem Jahresbudget von über 4 Milliarden Euro ist die Helmholtz-Gemeinschaft die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Die Gemeinschaft trägt den Namen eines der größten Naturwissen­ schaftler des 19. Jahrhunderts. Hermann von Helmholtz vertrat eine Naturwissenschaft, die Brücken zwischen Medizin, Physik und Chemie schlug. Seine Forschungsarbeiten verknüpften Theorie, Experiment und praktische Anwendung.

Impressum Herausgeber: Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) Ingolstädter Landstraße 1 D-85764 Neuherberg T +49(0)89 3187–0 F +49(0)89 3187–3324 www.helmholtz-muenchen.de Konzept, Redaktion und Autoren: Abteilung Kommunikation Cordula Klemm, Sonja Duggen, Dr. Nadja Becker, Dr. Hans Guldner, Dr. Helge Siemens, Sonja Opitz info@helmholtz-muenchen.de Online-Realisierung: Michael van den Heuvel, Melanie Osterholzer, Marion Kuchler, Sonja Duggen, Cordula Klemm, Graphodata Layout, Gestaltung und Grafik: Herzschlag Werbeagentur GmbH München Fotos: Jan Roeder München Michael Haggenmüller Augsburg (sofern nicht anders vermerkt) Lithografie und Druck: Gotteswinter und Aumaier GmbH München ISSN: 0941-3847 Die hier veröffentlichten Beiträge dürfen auszugsweise ohne weitere Genehmigung wiedergegeben werden, unter der Voraussetzung, dass bei der Veröffentlichung das Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt genannt wird. Alle übrigen Rechte bleiben vorbehalten. © Helmholtz Zentrum München 2016

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Fakten 2015

Fakten 99


Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) Ingolstädter Landstraße 1 D-85764 Neuherberg Telefon: +49 (0)89 3187-0 Fax: +49 (0)89 3187-3324 Internet: www.helmholtz-muenchen.de

ROCKING

ScIence

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Helmholtz Zentrum München: Zweijahresbericht 2014/2015_17.08.2016  

Helmholtz Zentrum München: Zweijahresbericht 2014/2015_17.08.2016  

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