Protein Research Department

Proteine haben vielseitige Funktionen, welche notwendig für das zelluläre Überleben sind. Hierzu gehören z. B. verschiedene Stoffwechsel-, Transport-, und Signaltransduktionswege. Fehlerhafte Proteine, die ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen können, verursachen schwerwiegende Erkrankungen. Um die Struktur, Funktionsweise und Netzwerke von Proteinen zu untersuchen, haben sich über 30 Wissenschaftler: Innen der Fakultäten Biologie und Biotechnologie, Chemie und Biochemie, Physik und Astronomie sowie Medizin im Rahmen des Protein Research Departments (PRD) zusammengeschlossen. Die Forschung im PRD befasst sich z. B. mit Fragen, wie einzelne Proteine das Überleben der Zelle beeinflussen, wie Sie sich die Struktur und Funktion von Proteinen entschlüsseln lässt oder wie sich Proteininteraktionen nutzen lassen, um neue Medikamente gegen Erkrankungen zu entwickeln.

Das PRD ist ein interdisziplinäres Forschungsnetzwerk, das hochaktuelle Forschung für ein besseres Verständnis zellulärer Proteinnetzwerke bündelt. Im Mittelpunkt der Forschung des PRD stehen drei Teilbereiche: (A) Biologische Grundlagen der Proteinforschung, (B) Plattformtechnologien in der Proteinforschung, und (C) Translation in die Anwendung. In diesem Netzwerk werden Themen wie Proteinstruktur und -mechanismus, makromolekulare Anordnungen, Funktionen von Membranproteinkomplexen und zelluläres Verhalten aus molekularer Perspektive mit modernsten Methoden aus Strukturbiologie, Biophysik, Biochemie und Zellbiologie untersucht.

Das primäre Ziel des PRD ist es, die Lücke zwischen molekularen und systemischen Ansätzen in der Proteinforschung zu schließen, um zelluläre Prozesse auf molekularer Ebene zu verstehen. Ein quantitatives Verständnis dieser komplexen biologischen Prozesse auf Zellebene setzt fundierte Kenntnisse der unterschiedlichsten genetisch programmierten und dynamisch regulierten Protein-Netzwerken voraus. Im Fokus der Forschung des PRD stehen Prozesse, die Biomembranen involvieren oder von diesen ausgehen. Da Störungen in den beschriebenen Protein-Netzwerken für viele ernsthafte Erkrankungen verantwortlich sind, sollen die gewonnen Erkenntnisse zukünftig in der Entwicklung biotechnologischer Anwendungen mit Langzeitnutzen für die öffentliche Gesundheit resultieren, z.B. in maßgeschneiderten Medikamenten in der Molekulartherapie oder in der Entwicklung von Biomarkern.

Das PRD ist eng mit dem Zentrum für Proteindiagnostik (PRODI; Leiter: Klaus Gerwert) verbunden, das grundlegende Proteinforschung, anwendungsorientierte Diagnostik und Therapieprädikation von neurologischen und onkologischen Erkrankungen vereint. Eine weitere Säule ist das Medical Proteome Center (MPC; Leiterin: Katrin Marcus), welches auf dem Gebiet eines der weltweit führenden Institute ist und state-of-the-art Methoden der Proteomik, Protein-Biochips und innovative Bioinformatik anbietet. Die dritte Säule des PRD ist das Center for System-based Antibiotic Research (CESAR; Leiterin: Julia Bandow), welches sich damit befasst, neue Strukturklassen von Antibiotika zu entwickeln sowie bakterielle Wirkmechanismen und Wirkorte zu identifizieren. Unterstützt wird das PRD zudem durch das DFG-Graduiertenkolleg „Mikrobielle Substratumwandlung“ (MiCon; Sprecher: Franz Narberhaus), das sich mit mechanistischen Grundlagen mikrobieller Stoffwechselvorgänge auf molekularer Ebene beschäftigt, und durch die DFG-Forschergruppe „Struktur und Funktion des peroxisomalen Translokons“ (PerTrans; Sprecher: Ralf Erdmann), die den Mechanismus des Imports gefalteter Proteine durch die peroxisomale Membran aufklären möchte.
Die Promovierenden des PRD sind Mitglieder der International Graduate School of Biosciences (IGB) oder der Graduate School of Chemistry and Biochemistry (GSCB), die beide ein international anerkanntes strukturiertes Doktorandenprogramm in den Proteinwissenschaften anbieten. Die Promovierenden des PRD sind zudem Mitglieder der fakultätsübergreifenden RUB Research School, die ein umfangreiches Soft-Skill-Training zur Optimierung aller Formen von Kommunikation und professionellem Verhalten anbietet.




Protein Forschung in Bochum

Darstellung der unterschiedlichen Ebenen, auf denen biologische Prozesse im PRD untersucht werden. Ziel ist es, die Lücke zwischen dem detaillierten Verständnis der Struktur und Funktion einzelner Proteine in vitro und dem eher qualitativen Verständnis von Proteininteraktionen in Proteinnetzwerken in vivo sowohl in „bottom-up“ als auch in „top-down“ Ansätzen zu schließen. Dieses Vorgehen erlaubt zum Einen die Identifizierung von Biomarkern zur frühzeitigen Erkennung von Krankheiten, als auch das gezielte Eingreifen in die krankheitsauslösenden Prozesse im Rahmen einer molekularen Therapie.



Aktuelle Meldungen

MS-Patienten können auf künstliche Intelligenz hoffen


Ein großer Datenpool soll Präzisionsmedizin und personalisierte Therapie bei Multipler Sklerose ermöglichen. Künstliche Intelligenz ist in der Medizin ein Hoffnungsträger geworden. Helfen soll sie auch bei der Behandlung der Multiplen Sklerose (MS). Dazu unterstützt die Europäische Kommission im Rahmen der Innovative Health Initiative das Projekt CLAIMS – kurz für Clinical impact through AI-assisted MS care – für vier Jahre mit fast zehn Millionen Euro. Beteiligt sind 15 Partner aus neun Ländern. Zu ihnen gehört die Ruhr-Universität Bochum, vertreten durch das Institut für Neuroradiologie im St. Josef-Hospital (Chefarzt Prof. Dr. Carsten Lukas). Multiple Sklerose MS ist eine Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems, von der in der EU rund 700.000 Menschen und in Deutschland nach neuen Zahlen der Deutschen Multiple-Sklerose-Gesellschaft mehr als 280.000 Menschen betroffen sind. Heilbar ist die in Schüben verlaufende Krankheit bisher nicht. Die Universitätsklinik für Neurologie im St. Josef-Hospital (Direktor Prof. Ralf Gold) zählt auf diesem Gebiet international zu den profiliertesten Kliniken.

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Progesteron könnte vor Parkinson schützen


Progesteron zeigte in einer Studie eine schützende Wirkung auf die Nervenzellen des Darms. Das macht Hoffnung auf einen Einsatz des Hormons gegen Parkinson. Zwischen den Nervenzellen des Magen-Darm-Trakts und denen im Gehirn und Rückenmark gibt eine gegenseitige Kommunikation. Sie lässt vermuten, dass das Nervensystem des Verdauungstrakts Einfluss auf Prozesse im Gehirn nehmen könnte, die zu Parkinson führen. Paula Neufeld und Lennart Stegemann, die in der Abteilung Cytologie der Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum promovieren, haben in den Nervenzellen des Magen-Darm-Trakts erstmals Progesteronrezeptoren nachgewiesen und gezeigt, dass Progesteron die Zellen schützt. Ihre Entdeckung eröffnet Perspektiven für die Entwicklung von neuartigen neuroprotektiven Therapieansätzen, um Erkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer entgegenzuwirken. Die Studie ist in der Zeitschrift Cells vom 21. April 2023 veröffentlicht. Das zweite Gehirn Das Enterische Nervensystem (ENS) ist ein komplexes Netzwerk, das sich entlang des gesamten Magen-Darm-Trakts erstreckt. Es besteht aus etwa 100 Millionen Nervenzellen, steuert autonom Verdauungsprozesse und wird oft als zweites Gehirn des Menschen bezeichnet. Doch seine Funktion geht weit über die Verdauung hinaus: Neueste Forschungen haben gezeigt, dass das ENS intensiv mit dem zentralen Nervensystem (ZNS), also Gehirn und Rückenmark, kommuniziert. „Die Verbindung des ENS mit dem ZNS wird aktuell mit der Entstehung verschiedener neurologischer Erkrankungen wie Morbus Parkinson und Alzheimer, aber auch Depressionen assoziiert“, erklärt Prof. Dr. Carsten Theiß, Leiter der Abteilung Cytologie der Ruhr-Universität. Die Darm-Hirn-Achse ist dabei keine Einbahnstraße; beide Nervensysteme beeinflussen sich wechselseitig.

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Im Film: Protein Research Department stellt sich vor


Das Protein Research Department stellt sich und seine Arbeit filmisch vor.

Videoclip PRD