Klanglandschaften, Krebszellen, Archaeen

AKTUALISIERUNG, 28.08.2017

Dr. Amandine Gasc wird das von ihr eingeworbene Postdoc-Stipendium der Carl-Zeiss-Stiftung nicht annehmen, da sie in der Zwischenzeit eine unbefristete Forschungsstelle in Frankreich bekommen hat.

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Die Carl-Zeiss-Stiftung unterstützt in ihrem Nachwuchsförderprogramm 2017 drei Postdoc-Forschungsprojekte der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Für einen Zeitraum von bis zu zwei Jahren stehen den drei Postdoktorandinnen Dr. Amandine Gasc, Dr. Constanze Lamprecht und Dr. Tessa Quax pro Jahr 100.000 Euro zur Verfügung. Auf diese Weise fördert die Carl-Zeiss-Stiftung Forschungsarbeiten aus den Natur- und Ingenieurswissenschaften. Im Fokus der diesjährigen Ausschreibung stehen Themen aus den Lebenswissenschaften ohne Medizin und Pharmazie, der Chemie sowie Digitalisierungsprojekte, die einen Bezug zu den Lebenswissenschaften oder der Chemie haben.

Amandine Gasc, Geobotanik: „'Soundscape'-basierte Indikatoren für die Biodiversität europäischer Wälder"
Die „Klanglandschaft" eines Lebensraums setzt sich aus Klängen und Geräuschen zusammen, die biologischen, geophysikalischen und menschlichen Ursprungs sind. Die „Ökologie der Klanglandschaften", englisch „soundscape ecology", ist eine neu entstehende Fachrichtung, die Aspekte der Landschaftsökologie, Psychoakustik, Bioakustik und der akustischen Ökologie vereint. Dieser Forschungsansatz untersucht unter anderem, inwieweit und warum sich die unterschiedlichen Komponenten einer Klanglandschaft ändern, wenn es zu Veränderungen und Störungen in Ökosystemen kommt, beispielsweise verursacht durch eine Intensivierung der Landnutzung, durch Klimawandel oder durch Artensterben. Amandine Gasc will in ihrem Projekt die Tierartenzusammensetzung und -vielfalt von europäischen Wäldern mit Hilfe akustischer Indikatoren quantifizieren. Dazu erfasst sie die Klanglandschaften von 60 Waldbeständen in Finnland, Polen, Deutschland und Italien mittels automatischer Aufnahmegeräte. An allen Standorten vergleicht sie Wälder, die sich in ihrer Anzahl an Baumarten unterscheiden – denn wo die pflanzliche Biodiversität größer ist, müssten sich auch mehr Tierarten finden. Mit diesem Ansatz will Gasc klären, ob akustische Indikatoren zur ökologischen Bewertung von Ökosystemen geeignet sind. Zudem wird sie einen Leitfaden erstellen, der die Nutzung von "soundscape"-Ansätzen in Forschung und Naturschutz erläutert.

Constanze Lamprecht, Biophysik: „Biophysikalische Untersuchung von Protein-Lipid-Interaktionen – Krebsspezifische Assoziation von Hsp70-1A mit der Zellmembran"
Krebszellen bilden ihre Zellmembran teilweise aus anderen Lipiden als gesunde Zellen, und in diese Membran lagern sie teilweise andere Proteine ein. Die Erforschung der Zusammenhänge von krebsspezifischen Membranproteinen und krebsspezifischen Membranlipiden steht noch am Anfang. Am Beispiel der nur bei Krebszellen vorkommenden Einlagerung des Proteins Hsp70-1A in die Zellmembran untersucht Constanze Lamprecht die Interaktion von Proteinen und Lipiden auf dem Einzelmolekül- und Einzelzellniveau. Hsp70-1A wird gewöhnlich nur bei Anstrengung und Hitze produziert, um die Zelle bei erhöhtem Stress zu schützen, und ist auf das Zellinnere beschränkt. Bei vielen Tumoren wird es aber auch auf der Zelloberfläche nachgewiesen und scheint dort mit der Entwicklung von Resistenzen gegen Strahlen- und Chemotherapie und einer erhöhten Tendenz zur Metastasierung in Verbindung zu stehen. Die genaue Ursache und Rolle der Membranintegration von Hsp70-1A in Krebszellen sind noch ungeklärt. Der Schlüssel könnte in der Wechselwirkung des Proteins mit krebsspezifischen Lipiden liegen und wichtige Erkenntnisse über die Entstehung von Krebs und neue therapeutische Ansätze liefern.

Tessa Quax, Biologie: „Oberflächenstrukturen der Archaeen und ihre ursprüngliche Rolle in der Interaktion mit der Umgebung"
Die Fähigkeit, Umweltreize wahrzunehmen und darauf mit zielgerichteter Bewegung zu reagieren, gehört zu den wesentlichen Merkmalen aller Organismen. Archaeen haben zu diesem Zweck eine einzigartige Motilitätsstruktur entwickelt. Die einzelligen, zellkernlosen Lebewesen sind die am weitläufigsten verbreiteten Organismen auf der Erde und mit einem Anteil von 20 Prozent an der marinen mikrobiellen Biomasse ein wesentlicher Teil des Nährstoffkreislaufs. Ihre Angepasstheit an extreme Lebensräume – etwa heiße Schwefelquellen, heiße Quellen in der Tiefsee oder extrem salzhaltige Seen – macht sie zu interessanten Objekten für die biotechnologische Forschung. Auch auf der Haut und im Darm des Menschen sind Archaeen zu finden. Tessa Quax untersucht die molekularen Mechanismen der Signalübertragung von der Umgebung auf die Motilitätsstruktur in den Modellorganismen H. volcanii und M. maripaludis. Beide sind verwandt mit Archaeen, die im menschlichen Verdauungstrakt vorkommen, und für beide existieren etablierte genetische, biochemische und mikroskopische Untersuchungsmethoden. Die Erkenntnisse sollen dazu beitragen, die Fähigkeit der Archaeen, den menschlichen Darm zu besiedeln und mit ihrer Umwelt zu interagieren, besser zu verstehen und mögliche Einflüsse auf die menschliche Gesundheit genauer nachzuvollziehen.

Kontakt:
Dr. Constanze Lamprecht
Physikalisches Institut/Experimentelle Polymerphysik
Tel.: 0761/203-5790
E-Mail: constanze.lamprecht@gmx.de

Dr. Tessa Quax
Institut für Biologie II - Mikrobiologie
Tel.: 0761/203-2631
E-Mail: tessa.quax@biologie.uni-freiburg.de