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27. Mai 2022

DFG bewilligt Fördermittel für exzellente Forschung in Profilbereichen der JGU

Erfolgreiche Verbundprojekte bestätigen Forschungsstärke der strategischen Allianz der Rhein-Main-Universitäten (RMU)

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat dem Mainzer Sonderforschungsbereich/Transregio 146 zur Simulation von weicher Materie eine dritte Förderperiode für weitere vier Jahre bewilligt. An drei weiteren Sonderforschungsbereichen in den Materialwissenschaften, der Biophysik und der Medizin sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) beteiligt. Dabei besonders hervorzuheben: Bei drei der bewilligten Sonderforschungsbereiche mit einem Fördervolumen von rund 35 Millionen Euro kooperieren mit den Universitäten in Mainz und Darmstadt bzw. Frankfurt jeweils zwei Partner der strategischen Allianz der Rhein-Main-Universitäten (RMU). „Die erfolgreichen Verbundforschungsprojekte bestätigen erneut die Forschungsstärke der Rhein-Main-Universitäten als Motor der Wissenschaftsregion Rhein-Main, einer der führenden Innovationsräume in Deutschland“, erklärt der Präsident der JGU, Prof. Dr. Georg Krausch. „Unsere Anerkennung gilt den beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die mit ihren herausragenden Forschungsleistungen diese bemerkenswerten Erfolge ermöglichen.“

Die erfolgreichen Verbünde sind in den Profilbereichen der JGU angesiedelt. Dem Sonderforschungsbereich/Transregio 146: Multiskalen-Simulationsmethoden für Systeme der weichen Materie unter Federführung der JGU hat die DFG eine dritte Förderperiode für weitere vier Jahre bewilligt. Darüber hinaus sind Mainzer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beteiligt am SFB 1507: Proteinverbünde und Maschinerien in Zellmembranen unter Federführung der Goethe-Universität Frankfurt, am SFB/Transregio 234: Lichtgetriebene molekulare Katalysatoren in hierarchisch strukturierten Materialien – Synthese und mechanistische Studien (CataLight) unter Federführung der Friedrich-Schiller-Universität Jena und am SFB 1531: Schadenskontrolle durch das Stroma-vaskuläre Kompartiment unter Federführung der Goethe-Universität Frankfurt.

SFB/Transregio 146: Multiskalen-Simulationsmethoden für Systeme der weichen Materie 

Die DFG bewilligt dem Sonderforschungsbereich/Transregio 146 zur Simulation von weicher Materie eine dritte Förderperiode für weitere vier Jahre. Unter Federführung der JGU und mit Beteiligung der TU Darmstadt und des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung arbeiten die Forschenden aus der Physik, der Chemie, der Mathematik und der Informatik in diesem SFB bereits seit acht Jahren zusammen. Sie werden in der nunmehr letzten Förderperiode bis 2026 ihre grundlegende Methode zur computergestützten Simulation weicher Materie weiterentwickeln und neue Aspekte untersuchen. Die DFG stellt für die Arbeiten elf Millionen Euro zur Verfügung. Seit seiner Gründung im Jahr 2014 hat sich der SFB/Transregio 146 „Multiskalen-Simulationsmethoden für Systeme der weichen Materie“ mit der Kombination von Grundlagenforschung und herausragender Entwicklung von Algorithmen international hohe Anerkennung erworben.

In der dritten und letzten Förderperiode werden die Beteiligten drei Ziele verfolgen: Erstens werden sie ihre grundlegenden Methoden weiterentwickeln, wobei nun besonders Nicht-Gleichgewichtssysteme und inhomogene Systeme in den Blick genommen werden. Zweitens sollen bisherige Ergebnisse gefestigt werden, indem die neuen Algorithmen an einer breiteren Klasse von Modellsystemen getestet werden, und drittens wollen die Forschenden die neuen Methoden auf eine Reihe ausgewählter anspruchsvoller Probleme aus der realen Welt anwenden. Das langfristige Ziel ist es, die Multiskalentechniken routinemäßig einzusetzen, um reale Anwendungen von weichen Materialien zu simulieren. „Wir möchten Prognosen und Vorschläge machen können, wie man Materialeigenschaften konkret verbessert. Im Falle von biologischen Substanzen geht es uns darum, die Prozesse zu entschlüsseln und genau zu verstehen“, so Prof. Dr. Friederike Schmid, Sprecherin des SFB/TRR 146 vom Institut für Physik der JGU.

Mit den beiden Universitäten in Mainz und Darmstadt kooperieren in dem SFB zwei Partner der strategischen Allianz der Rhein-Main-Universitäten (RMU). 

Mainzer Beteiligung am SFB 1507: Proteinverbünde und Maschinerien in Zellmembranen

Zellmembranen sind wahre Multitalente und für das Leben von unschätzbarer Bedeutung. Mit ihren Proteinkomplexen und molekularen Maschinerien üben sie an vielen unterschiedlichen Orten in der Zelle wichtige Funktionen aus: Sie transportieren Nährstoffe und Stoffwechselprodukte, steuern die Kommunikation innerhalb und zwischen den Zellen, vermitteln beim Kontakt mit Krankheitserregern und vieles mehr. Der Sonderforschungsbereich "Proteinverbünde und Maschinerien in Zellmembranen" wird sich unter Federführung der Goethe-Universität Frankfurt am Main in den kommenden Jahren um ein vertieftes Verständnis wichtiger Protein-Baugruppen bemühen, die sich in oder an den Membranen befinden. An dem SFB 1507 sind das Max-Planck-Institut für Biophysik, die Friedrich-Schiller-Universität Jena und die Johannes Gutenberg-Universität Mainz beteiligt. Für die Arbeiten stellt die DFG in den kommenden vier Jahren rund zwölf Millionen Euro bereit. Mit den beiden Universitäten in Frankfurt und Mainz kooperieren in dem SFB auch wieder zwei Partner der strategischen Allianz der Rhein-Main-Universitäten (RMU). 

Der biophysikalische Chemiker Prof. Dr. Edward Lemke von der JGU wird in dem SFB zusammen mit Dr. Martin Beck vom Max-Planck-Institut für Biophysik eine ortsspezifische korrelative Licht- und Elektronenmikroskopie-Methode (EM) entwickeln, bei der eine Fluoreszenzsonde mit ultrahoher Auflösung in den Kontext der zellulären Maschinerie gebracht werden kann. „Die Kernporenkomplexe gehören zu den größten molekularen Maschinen innerhalb von Zellen und sind für den gesamten Verkehr in der Kernhülle unerlässlich, beispielsweise um unser Genom vor äußeren Einflüssen zu schützen“, so Lemke. „Wir würden gerne verstehen, wie die Zelle solche Kernporenkomplexe genau aufbaut.“ Seitens der JGU bringt das Lemke Lab seine Expertise ein, die molekularen Maschinen in den Zellen mit einer Fluoreszenzsonde zu markieren. Dadurch können molekulare Prozesse mit sehr hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung sichtbar gemacht und die zellulären Abläufe genau untersucht werden. „Im Fluoreszenzmikroskop ist jedoch nur die Sonde sichtbar, der zelluläre Kontext bleibt unsichtbar. Was die Bildgebung der ganzen Zelle angeht, ist die EM unschlagbar und damit perfekt komplementär“, erklärt Prof. Dr. Edward Lemke von der JGU.

Edward Lemke ist Professor für synthetische Biophysik an der JGU und Adjunct Director am Institut für Molekulare Biologie (IMB). Er hat vor zwei Jahren für seine Forschungen einen ERC Advanced Grant erhalten.

Mainzer Beteiligung am SFB/Transregio 234: Lichtgetriebene molekulare Katalysatoren in hierarchisch strukturierten Materialien - Synthese und mechanistische Studien (CataLight) 

Die natürliche Photosynthese erlaubt es Pflanzen, Sonnenlicht in speicherbare Energie zu wandeln und so chemisch-biologische Prozesse anzutreiben. Aufbauend auf diesem Vorbild will der SFB/Transregio 234 „CataLight“ künstliche photosynthetische Architekturen entwickeln, die in der Lage sind, durch lichtgetriebene Prozesse chemische Energiespeicher, wie z.B. Wasserstoff herzustellen. Die Mitglieder von „CataLight“ nutzen dazu funktionelle molekulare Strukturen wie Lichtsammler und Katalysatoren, die in weiche Materie wie z.B. Polymere und Biopolymere eingebettet werden. Grundlegendes Verständnis der Reaktivität und Stabilität der so erzeugten Systeme erlaubt schließlich die wissensbasierte Weiterentwicklung bis hin zur Integration der katalytisch aktiven Materialien in
Photoreaktoren. Eine breite Palette experimenteller und theoretischer Methoden untermauert den Wissensgewinn der Projekte.

Zum Beginn der zweiten Förderperiode wird die Johannes Gutenberg-Universität Mainz durch die Berufung von Prof. Dr. Carsten Streb, Department Chemie, neuer Standort von „CataLight. Prof. Streb wird drei Teilprojekte in Mainz durchführen. Weitere Projektstandorte sind die Friedrich-Schiller-Universität Jena (Sprecherhochschule), IPHT Jena, Universität Ulm, Universität Wien sowie das Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz. Die DFG stellt für die Arbeiten ca. zehn Millionen Euro zur Verfügung.

Carsten Streb ist seit April 2022 Professor für anorganische Chemie an der JGU und Fellow des Gutenberg Forschungskollegs. Seine Forschungen wurden vor einem Jahr durch einen ERC Consolidator Grant ausgezeichnet.

Mainzer Beteiligung am SFB 1531: Schadenskontrolle durch das Stroma-vaskuläre Kompartiment

Die DFG hat zudem den neuen Sonderforschungsbereich (SFB) 1531 „Schadenskontrolle durch das Stroma-vaskuläre Kompartiment“ bewilligt. Der SFB 1531 erforscht, wie Zellen im Bindegewebe des Herzens, Gehirns und der Blutgefäße auf Schäden reagieren. Die Forschenden untersuchen, wie geschädigtes Organgewebe heilt und seine Funktion wiederherstellt sowie welche Zellen daran beteiligt sind und wie diese interagieren. Ziel des SFBs ist es, die Schadensantwort von Zellen zu kontrollieren, um die Gewebeheilung und Resilienz gegenüber Schäden zu verbessern.

Die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist an dem SFB 1531 mit einem Projekt beteiligt. Im Rahmen des Teilprojekts A09 „Vascular phenotype and fibrosis control by phosphatases“ bringen die Mainzer Forschenden insbesondere ihre Expertise in der vaskulären Biologie in den SFB ein. Ein Team um Prof. Dr. Katrin Schäfer, Leiterin der AG Translationale Vaskuläre Biologie im Zentrum für Kardiologie, Kardiologie I der Universitätsmedizin Mainz, erforscht die Reaktion der Blutgefäße auf erlittene Schädigungen und insbesondere die Bedeutung von Phosphatasen für die Kontrolle der Schadensantwort. Phosphatasen sind eine Gruppe von Enzymen, die auch die Zellen im Bindegewebe, dem sogenannten Stroma-vaskulären Kompartiment, entscheidend beeinflussen. Da sie dadurch auf den Prozess der Vernarbung der Blutgefäße, auch als vaskuläre Fibrose bezeichnet, einwirken, bilden die Phosphatasen einen vielversprechenden Forschungsansatz. Die Sprecherschaft des neuen SFB 1531 hat das Institut für Kardiovaskuläre Physiologie (Physiologie I) des Universitätsklinikums der Goethe-Universität Frankfurt inne. Weitere Kooperationspartner sind die Universität Heidelberg sowie das Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim. Der SFB 1531 erhält für die vier Jahre der ersten Förderperiode rund zwölf Millionen Euro.

Mit den beiden Universitäten in Frankfurt und Mainz kooperieren in dem SFB auch wieder zwei Partner der strategischen Allianz der Rhein-Main-Universitäten (RMU).

Über die RMU: Die Goethe-Universität Frankfurt am Main, die Johannes Gutenberg-Universität Mainz und die Technische Universität Darmstadt bilden als renommierte Forschungsuniversitäten die länderübergreifende strategische Allianz der RHEIN-MAIN-UNIVERSITÄTEN. Mit einer Rahmenvereinbarung im Dezember 2015 wurde diese bereits langjährig bestehende Partnerschaft zur strategischen Allianz ausgebaut, um die wissenschaftliche Leistungsfähigkeit der Universitäten zu stärken, gemeinsam Studienangebote zu verbessern und Wissenstransfer und Vernetzung mit der Gesellschaft und Politik zu gestalten.

Kontakt:

SFB/Transregio 146 „Multiskalen-Simulationsmethoden für Systeme der weichen Materie“
Prof. Dr. Friederike Schmid
Kondensierte Materie KOMET
Institut für Physik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-20365
Fax +49 6131 39-20496
E-Mail:  friederike.schmid@uni-mainz.de
https://www.komet1.physik.uni-mainz.de/people/friederike-schmid/

SFB 1507: Proteinverbünde und Maschinerien in Zellmembranen
Prof. Dr. Edward Lemke
Synthetische Biophysik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
und Institut für Molekulare Biologie (IMB)
55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-36118
E-Mail:  edlemke@uni-mainz.de
http://www.lemkelab.com

SFB/Transregio 234: Lichtgetriebene molekulare Katalysatoren in hierarchisch strukturierten Materialien – Synthese und mechanistische Studien (CataLight)
Prof. Dr. Carsten Streb
Fachbereich Chemie, Pharmazie, Geographie und Geowissenschaften
Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU)
55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-29045
E-Mail:  carsten.streb@uni-mainz.de
www.strebgroup.net
www.catalight.eu

SFB 1531: Schadenskontrolle durch das Stroma-vaskuläre Kompartiment
Prof. Dr. Katrin Schäfer
Zentrum für Kardiologie, Kardiologie I
Universitätsmedizin Mainz
55131 Mainz
Tel. +49 6131 17-4221
E-Mail:  katrin.schaefer@unimedizin-mainz.de


Über die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist die einzige medizinische Einrichtung der Supramaximalversorgung in Rheinland-Pfalz und ein international anerkannter Wissenschaftsstandort. Sie umfasst mehr als 60 Kliniken, Institute und Abteilungen, die fächerübergreifend zusammenarbeiten und jährlich mehr als 300.000 Menschen stationär und ambulant versorgen. Hochspezialisierte Patientenversorgung, Forschung und Lehre bilden in der Universitätsmedizin Mainz eine untrennbare Einheit. Rund 3.300 Studierende der Medizin und Zahnmedizin sowie mehr als 600 Fachkräfte in den verschiedensten Gesundheitsfachberufen, kaufmännischen und technischen Berufen werden hier ausgebildet. Mit rund 8.600 Mitarbeitenden ist die Universitätsmedizin Mainz zudem einer der größten Arbeitgeber der Region und ein wichtiger Wachstums- und Innovationsmotor. Weitere Informationen im Internet unter www.unimedizin-mainz.de.
[Zahlen: Stand 2020]