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Max-Planck-Institut für medizinische Forschung

Die Forschung des Max-Planck-Instituts für medizinische Forschung wird seit Gründung des Instituts 1927 als Kaiser-Wilhelm-Institut für medizinische Forschung von herausragenden Persönlichkeiten und exzellenter Wissenschaft an der Schnittstelle zwischen Physiologie, Physik, Chemie und Biologie geprägt.

Mit der Berufung von drei neuen Direktoren in den letzten Jahren hat das Institut eine weitere grundlegende Neuorientierung in seiner 88-jährigen  Geschichte  erlebt.  Zentrales, neues Thema der Forschung ist, die immens komplexe Dynamik der Wechselwirkungen zwischen Makromolekülen in der lebenden Zelle – gesund oder krankhaft – in Echtzeit zu  beobachten und zu manipulieren. Die vier Abteilungen am Institut tragen mit ihrer einmaligen Expertise auf sich ergänzenden Gebieten dazu bei: die Bestimmung atomarer Struktur (Ilme Schlichting), optische Nanoskopie (Stefan Hell), Design neuer Reportermoleküle (Kai Johnsson) und zelluläre Materialwissenschaft und Biophysik (Joachim Spatz). Bei diesem institutsweiten Vorhaben geht es um die Entwicklung neuer Werkzeuge für die biomedizinische Forschung, die zu neuen Ergebnissen, Erkenntnissen und medizinischen Fortschritten führen werden. Damit verfolgt die Forschung am Institut weiterhin die Idee des Gründers, Ludolf von Krehl: medizinische Forschung durch die enge Zusammenarbeit von Physiologen, Biologen, Physikern und Chemikern unter einem Dach zu fördern.

 

Prozesse in lebenden Zellen beruhen auf Wechselwirkungen zwischen abertausenden verschiedenster Moleküle. Um einzelne Prozesse zu verstehen, müssen wir nicht nur die atomaren Strukturen der einzelnen beteiligten Moleküle kennen und sondern vielmehr auch ihre Änderungen während dieser Wechselwirkungen verfolgen. Die MitarbeiterInnen der Abt. Biomolekulare Mechanismen entwickeln und verwenden neue Methoden, um auch bei sehr schnellen Ereignissen zu beobachten, wie Eigenschaften und Bewegungen von Atomen zur biologischen Funktion von Molekülen beitragen.

Biomolekulare Mechanismen - Ilme Schlichting

Prozesse in lebenden Zellen beruhen auf Wechselwirkungen zwischen abertausenden verschiedenster Moleküle. Um einzelne Prozesse zu verstehen, müssen wir nicht nur die atomaren Strukturen der einzelnen beteiligten Moleküle kennen und sondern vielmehr auch ihre Änderungen während dieser Wechselwirkungen verfolgen. Die MitarbeiterInnen der Abt. Biomolekulare Mechanismen entwickeln und verwenden neue Methoden, um auch bei sehr schnellen Ereignissen zu beobachten, wie Eigenschaften und Bewegungen von Atomen zur biologischen Funktion von Molekülen beitragen.
Leben beruht auf dem zeitlich und räumlich orchestrierten Zusammenspiel von Biomolekülen. Der Großteil dieser Prozesse findet für uns jedoch bisher im Verborgenen statt. Die Abteilung Chemische Biologie um den Direktor Kai Johnsson entwickelt deshalb Methoden zur Lokalisierung und Quantifizierung ausgewählter Biomoleküle in lebenden Zellen. Diese Methoden tragen zu einem molekulares Verständnis zellulärer Vorgänge bei und finden darüber hinaus Anwendungen in der Biomedizin.

Chemische Biologie - Kai Johnsson

Leben beruht auf dem zeitlich und räumlich orchestrierten Zusammenspiel von Biomolekülen. Der Großteil dieser Prozesse findet für uns jedoch bisher im Verborgenen statt. Die Abteilung Chemische Biologie um den Direktor Kai Johnsson entwickelt deshalb Methoden zur Lokalisierung und Quantifizierung ausgewählter Biomoleküle in lebenden Zellen. Diese Methoden tragen zu einem molekulares Verständnis zellulärer Vorgänge bei und finden darüber hinaus Anwendungen in der Biomedizin.
Das Auflösungsvermögen der Lichtmikroskopie – so stand es bis vor kurzem in allen Lehrbüchern – ist durch die Beugung auf ungefähr die halbe Lichtwellenlänge begrenzt. Herkömmliche optische Mikroskope können Details, die näher beieinander liegen als ~200 Nanometer, nicht getrennt darstellen. Stefan Hell und Mitarbeiter haben diese über 100 Jahre alte Grenze durchbrochen durch ihre Entwicklung neuartiger Fluoreszenzmikroskope, deren Auflösung nicht mehr durch die Beugungsgrenze gegeben ist. Hierdurch legten sie die Grundlage für ein neues Forschungsfeld: höchstauflösende Fluoreszenzmikroskopie, zunehmend auch bekannt als „Nanoskopie“.

Optische Nanoskopie - Stefan W. Hell

Das Auflösungsvermögen der Lichtmikroskopie – so stand es bis vor kurzem in allen Lehrbüchern – ist durch die Beugung auf ungefähr die halbe Lichtwellenlänge begrenzt. Herkömmliche optische Mikroskope können Details, die näher beieinander liegen als ~200 Nanometer, nicht getrennt darstellen. Stefan Hell und Mitarbeiter haben diese über 100 Jahre alte Grenze durchbrochen durch ihre Entwicklung neuartiger Fluoreszenzmikroskope, deren Auflösung nicht mehr durch die Beugungsgrenze gegeben ist. Hierdurch legten sie die Grundlage für ein neues Forschungsfeld: höchstauflösende Fluoreszenzmikroskopie, zunehmend auch bekannt als „Nanoskopie“.
Das zentrale wissenschaftliche Ziel der Abteilung ist die Entwicklung von Technologien, die auf der interdisziplinären Anwendung von Physik, Chemie, und Materialwissenschaften basieren. So sollen grundlegende Fragestellungen der Zellbiologie und Biomedizin erklärt sowie lebensähnliche Materialien konstruiert werden. Die Erforschung von Zellkohorten, im Hinblick auf ihre Entscheidungsprozesse und Organisation sowie der Konstruktion und Funktion von synthetischen Zellen, Designer-Immunzellen und Geweben sind Beispiele der vielfältigen Projekte in der Abteilung für Zelluläre Biophysik.

Zelluläre Biophysik - Joachim Spatz

Das zentrale wissenschaftliche Ziel der Abteilung ist die Entwicklung von Technologien, die auf der interdisziplinären Anwendung von Physik, Chemie, und Materialwissenschaften basieren. So sollen grundlegende Fragestellungen der Zellbiologie und Biomedizin erklärt sowie lebensähnliche Materialien konstruiert werden. Die Erforschung von Zellkohorten, im Hinblick auf ihre Entscheidungsprozesse und Organisation sowie der Konstruktion und Funktion von synthetischen Zellen, Designer-Immunzellen und Geweben sind Beispiele der vielfältigen Projekte in der Abteilung für Zelluläre Biophysik.

 
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