Den Geheimnissen des Lebens auf der Spur

. Ziel ist es, die Forschung in den Bereichen Zellbiologie, Organentwicklung, Gewebehomöostase und Regeneration bzw. Reparatur mit der Biophysik zu verbinden und das gewonnene Verständnis in die Praxis umzusetzen. Rund 550 Menschen aus 41 Ländern sind am MPI-CBG tätig.

Neben Modellorganismen wie dem Zebrafisch arbeitet das Institut auch mit künstlichen organähnlichen Mikrostrukturen, sogenannten Organoiden. Durch die Züchtung von Stammzellen und Vorläuferzellen zu funktionellen, organähnlichen Zusammensetzungen ist es möglich, das Gewebewachstum in 3D zu erforschen und Einblicke in die Funktion von Molekülen im Gewebe zu erlangen. Kennt man die molekularen, zellulären und physikalischen Prinzipien der Selbstorganisation, kann man untersuchen, wie sich diese bei Krankheiten verändern. Die Organoid-Forschung hat bereits zur Heilung von bisher unheilbaren Krankheiten wie Mukoviszidose geführt.

Weiteres Forschungsgebiet ist der Einsatz makromolekularer Therapeutika. Dazu hat das MPI-CBG eine Methode zur Entwicklung und Charakterisierung von Darreichungssystemen solcher Medikamente erarbeitet. Die Gruppe untersucht die Aufnahme und das intrazelluläre Schicksal von Makromolekülen wie Nukleinsäuren und Proteinen in Zellen und Organen in vivo, insbesondere in der Leber. Mit bildgebenden Verfahren und Bildanalysen bestimmen sie die zu optimierenden Parameter, um letztendlich die Wirksamkeit makromolekularer Therapeutika zu verbessern.

Bahnbrechende Erkenntnisse

Eine revolutionäre Entdeckung ist zwei Forschungsgruppen am MPI-CBG gelungen: Sie fanden heraus, dass flüssigkeitsähnliche Abteilungen in einer Zelle mit der Zeit fest werden können. Dann entstehen Kondensate – klar definierte, membranlose Organellen, die aus eigenem Antrieb ungeordnete Proteinbereiche nutzen, um bestimmte Proteine und Nukleinsäure in Zellen zu organisieren. Das bessere Verständnis dieser Phasenübergänge und biomolekularen Kondensate bietet neue Einblicke in Zellfunktion und Krankheiten.

Auf Basis dieser am MPI-CBG gewonnenen Erkenntnisse startete Anfang 2019 die Unternehmensausgründung Dewpoint Therapeutics. Sie hat das Ziel, Behandlungsmöglichkeiten für schwerste Krankheiten zu finden. Das Start-up mit Standorten in Boston und Dresden will sich zunächst auf neurodegenerative Erkrankungen und Krebs konzentrieren – zwei Krankheitsbereiche, die mit den Kondensaten verbunden sind.

Zentrum für Systembiologie Dresden (CSBD)

Mit dem Zentrum für Systembiologie Dresden (CSBD) hat das MPI-CBG sein Forschungsprofil um die Systembiologie und rechnergestützte Ansätze zum Verständnis von Zellen und Entwicklung erweitert. Im Jahr 2017 wurde der Neubau des CSBD eingeweiht. Es gehört gemeinsam zum MPI-CBG und zum Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme (MPI-PKS) Dresden und beherbergt eine Abteilung der TU Dresden. Bis heute haben in dem Zentrum neun Forschungsgruppen ihre Arbeit aufgenommen. Der Gründungsdirektor des CSBD, Gene Myers, ist ein weltweit führender Experte in der Genomsequenzierung und -zusammensetzung.