Das gemeinsame Forschungsinteresse des Instituts für Physiologische Chemie besteht in der Aufklärung, wie Proteine und ihre Regulation zelluläre Funktionen und gewebespezifische Charakteristika beeinflussen. Zahlreiche Projekte untersuchen zudem, wie deregulierte oder dysfunktionale Proteine zur Krankheitsentstehung durch Veränderung gesunder Zellen beitragen, insbesondere im Rahmen der Krebsentstehung. Dazu werden eine Vielzahl modernster molekular- und zellbiologischer Labormethoden eingesetzt, unter anderem Klonierung, Proteinbiochemie, Säugerzellkulturen (zwei- und dreidimensional), Genexpressionsanalysen und multidimensionale Fluoreszenzmikroskopie. Ein international besetztes Wissenschaftlerteam verfolgt diese Projekte, auch unterstützt durch Bachelor- und Masterstudenten der Naturwissenschaftlichen Fakultät I der MLU.

Die Arbeitsgruppe von Guido Posern beschäftigt sich mit grundlegenden Fragestellungen der Zellbiologie und Tumorbiologie. Insbesondere arbeiten wir an der Regulation der Genexpression und den resultierenden transkriptionellen und funktionellen Netzwerken. Hierbei ist die Zellmotilität, die Zelladhäsion und die Integration von Proliferation vs. Differenzierung im Fokus unseres Interesses: Wie beeinflußt das Zytoskelett die Expression spezifischer Gene und damit die zelluläre Funktion? Welche Konsequenzen hat dies für die Zellbewegung und Zelldifferenzierung? Gibt es Auswirkungen auf krankhafte Veränderungen, insbesondere bei der Krebsentstehung und der Fibrose? Eine zentrale Rolle bei diesen Fragen spielen die neuentdeckten MAL/MRTF-Transkriptionsfaktoren und ihre Hemmung durch Komponenten des Zytoskeletts, ein Schwerpunktthema unserer Arbeit.

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Im Mittelpunkt unserer Arbeiten steht die Analyse der Feinregulation von Zelladhäsion und Zelldifferenzierung durch Glykosylierung, besonders durch Sialylierung von Glykoproteinen. Der Plasmamembran kommt hierbei eine wichtige Bedeutung zu. Sie begrenzt die Zelle nach außen und enthält die Glykoproteine und Glykolipide, die sowohl Adhäsion vermitteln als auch als Rezeptoren Signale in das Zellinnere weiterleiten. Damit eine Zelle schnell auf äußere Veränderungen reagieren kann, muss sie in der Lage sein, ihre Adhäsionsrezeptoren und Signalrezeptoren zu modulieren und ein- bzw. ausschalten zu können.

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Unsere Arbeitsgruppe interessiert sich für die Frage, wie Gene die Entwicklung des Neuralsystems steuern und Proteinaktivität posttranslational gesteuert wird. Als Modellsystem nutzen wir im Wesentlichen den südafrikanischen Krallenfrosch Xenopus laevis, der sich besonders gut eignet, frühe Entwicklungsschritte zu untersuchen, aber auch eukaryotische Zellkulturen und die Hefe.

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Krankheiten, bei denen Proteine durch Fehlfaltung Aggregate bilden können, werden als Proteinopathien bezeichnet. Unsere Arbeitsgruppe erforscht Mechanismen der Pathogenese. Hauptaugenmerk sind dabei posttranslationale Modifikationen wie Ubiquitinierung, Acetylierung oder Citrullinierung, für die pharmakologische Therapeutika zur Verfügung stehen.

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