Biologie und Geographie

Im Mittelpunkt des Forschungsschwerpunkts „Medizinische Biologie“ steht die Analyse von molekularen Mechanismen. So standen in der medizinischen Biologie Fragestellungen im Vordergrund, die auf die Erforschung von Strukturen und Funktionen der Grundbausteine der Lebewesen fokussiert sind.
Die Arbeitsgruppe Genetik von Prof. Ehrenhofer-Murray untersucht, wie das genetische Material (DNA) im eukaryoten Zellkern organisiert ist und wie Änderungen der Organisation das Ablesen der Gene beeinflussten. Dabei hat sie einen neuen Mechanismus dafür entdeckt, wie organisatorische Bereiche im Genom voneinander getrennt werden. Dies ist besonders wichtig, um die Genaktivität korrekt zu steuern. Die weiteren Untersuchungen konzentrieren sich darauf, die an diesem Mechanismus beteiligten Proteine zu charakterisieren und ihre Struktur in Beziehung zu ihrer Funktion zu verstehen.
Während ihrer Vermehrung müssen Zellen ihre Chromosomen verdoppeln und gleichmäßig auf ihre Tochterzellen verteilen. Die AG Molekularbiologie I von Prof . Hemmo Meyer konnte zeigen, dass die molekulare Nanomaschine Cdc48/p97 die korrekte Chromosomenverteilung während der Zellteilung steuert. Es verhindert damit genetische Instabilität, die ein Kennzeichen von Krebszellen ist.
In der AG Molekularbiologie II von Prof. Shirley Knauer konzentriert sich die Forschung vornehmlich auf die zellbiologische und onkologische Grundlagenforschung, deren translatorische Umsetzung sowie die Entwicklung zellbasierter Assaysysteme, mit dem Ziel, neue therapeutisch relevante Zielmoleküle zu identifizieren. Ein Schwerpunkt ist dabei das Verständnis der Regulation des Kern-Zytoplasma-Transports und dessen Bedeutung nicht nur für die zelluläre Homöostase, sondern vor allem für die Krebsentstehung sowie als potentieller Angriffspunkt für neue Therapiestrategien.
Der wissenschaftliche Fokus der Arbeitsgruppe Molekulare Zellbiologie von Prof. Perihan Nalbant sind regulatorische Signalkaskaden, welche das Zytoskelett während dynamischer Vorgänge, wie etwa in der Zellmigration oder Tumorzellinvasion kontrollieren. Aufbauend auf ihrer Expertise im Bereich der Fluoreszenzmikroskopie, konnte die AG eine Vielzahl von elaborierten videomikroskopischen Lebendzellanalysen, wie etwa mit Fluoreszenzbiosensoren in Kombination mit neuartigen zellbiologischen Ansätzen, etablieren und ist somit in der Lage, wichtige Fragestellungen zur zeitlichen und örtlichen Regulation des Zytoskeletts in unterschiedlichen migrierenden Zellen (Epithel-, Fibroblast- oder Tumorzellen) zu adressieren.
Die Forschung von Prof. Michael Ehrmann und seiner AG Mikrobiologie II konzentriert sich auf das molekulare Verständnis der biologischen Protein-Qualitätskontrolle. Für den Organismus ist es 
lebenswichtig, schadhafte Proteine zu erkennen und zu entsorgen, da diese sonst Erkrankungen wie Krebs, Alzheimer, Parkinson oder Arthritis begünstigen. Bei Bakterien kann ein Funktionsverlust von Kontroll-Proteinen die Virulenz verhindern. In zwei Artikeln der angesehenen Fachzeitschrift Nature Structural and Molecular Biology beschreiben die Wissenschaftler zusammen mit einer Forschergruppe aus Wien (Prof. Tim Clausen) und Kollegen aus Essen (Prof. Markus Kaiser) neueste Erkenntnisse über die multifunktionalen Proteine DegP und HtrA1, die defekte Proteine durch einen komplex regulierten Mechanismus eliminieren. Die neuen Einblicke in die Arbeitsweise dieser biologischen Schutzfaktoren sollen in Zukunft helfen, bakterielle Infektionen und die Alzheimersche Erkrankung besser zu bekämpfen.
Prof. Daniel Hoffmann hat mit seiner AG Bioinformatik eine neue computergestützte Methode für die HIV-Diagnostik entwickelt. Für ein gegebenes Stück des HIV-Genoms aus einem Patienten sagt die Methode vorher, welchen Weg dieses spezielle Virus in die Zellen nimmt und ob eine gewisse Klasse von Medikamenten („Ko-Rezeptor-Blocker“) wirksam ist oder nicht. Dies ist bislang das weltweit genaueste Verfahren dieser Art.
In Zusammenarbeit mit der Bioinformatik forscht die AG Biochemie (Prof. Peter Bayer) an der Strukturaufklärung und dem Design funktioneller Miniproteine, die entweder antiviral oder antibakteriell wirken. Daneben sollen Miniproteine als zelluläre Diagnostika (Messsonden) entwickelt und eingesetzt werden.
In der AG Mikrobiologie I (Prof. Reinhard Hensel) wird im Forschungsschwerpunkt „hyperthermophile Archaea“ und deren Anpassung an extrem hohe Temperaturen an der Genomsequenz des hyperthermophilen Archaeum Thermoproteus tenax gearbeitet.
Einer seltenen Erkrankung des Skeletts ist die AG Entwicklungsbiologie von Prof. Andrea Vortkamp auf der Spur. Sie verursacht bei den Betroffenen – besonders bei Kindern – oft Bewegungseinschränkungen, Schmerzen und ein verkürztes Wachstum der Knochen. Dabei entstehen in der Nähe der Gelenke gutartige Knochentumoren, sogenannte kartilaginäre Exostosen oder Osteochondrome. Anhand eines neuen Mausmodells lassen sich diese nun bereits in einem frühen Stadium erforschen.
Durch die Besetzungen der Professuren 
„Chemische Biologie“ mit Prof. Markus Kaiser, der mit dem ERC Starting Grant 2010 für das 
Projekt „Chemical biology of natural products in plant-bacteria interactions“ ausgezeichnet wurde, und „in vivo Imaging“ (in Berufung) sowie die Ergänzung durch zwei weitere Professuren aus der Medizinischen Fakultät, die am Campus Essen verortet werden, wird der Schwerpunkt der medizinischen Biologie weiter gestärkt.