Wie Organismen balancieren

Von Infektionskrankheiten bis hin zu sterbenden Zellen: An den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) erforscht ein interdisziplinäres Doktoratskolleg, wie Organismen besondere Herausforderungen bewältigen. Das flexible Programm gestalten die DoktorandInnen selbst mit – und es kommt auch anderen Studierenden zugute.

Wenn sie mit der Umwelt interagieren oder körperliche Prozesse regulieren, leisten Organismen alltäglich Schwerstarbeit. Abfallprodukte aus dem Zellstoffwechsel müssen beseitigt, gegebenenfalls recycelt werden. Organe sind gefordert, für Nachschub an frischen Zellen zu sorgen. Und auch der Organismus als Gesamtsystem ist gefragt, um sich gegen Umwelteinflüsse oder Krankheitserreger zu wappnen.

Balance halten

Flexibilität ist für Organismen lebensnotwendig. Und dies setzt voraus, dass sie körperliche Abläufe sorgsam ausbalancieren. "Um Infektionen zu bekämpfen, sind Entzündungsreaktionen erforderlich. Genauso wichtig ist es, die Reaktion wieder einzudämmen, sobald die Gefahr gebannt ist. Anderenfalls kann die Entzündung chronisch werden", erklärt Molekularbiologin Manuela Baccarini von der Universität Wien.

Ein weiteres Beispiel ist die Produktion neuer Zellen für die Organe: Dafür sind Stammzellen zuständig, die im Körper nur in begrenzter Zahl vorhanden sind. "Wir interessieren uns dafür, woher Stammzellen wissen, wann sie in Aktion treten sollen und wie sie neue reife Zellen produzieren können, ohne dass sie selbst immer weniger werden", so Baccarini.

Signale hören und übersetzen

Die Wissenschafterin leitet das interdisziplinäre Doktoratskolleg "Signaling Mechanisms in Cellular Homeostasis" (kurz: "SMICH") an den Max F. Perutz Laboratories, einem Joint Venture der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien. Im Zentrum des Programms, das exzellente internationale NachwuchsforscherInnen an die Uni Wien holt, stehen die Signale und Signalwege, die die körperlichen Balanceakte auslösen oder steuern.

"Alle Lebewesen verfügen über Mechanismen, um auf äußere Einflüsse zu reagieren und Körperreaktionen auszubalancieren. Die Akteure sind die Zellen: Sie interpretieren diese Ereignisse und übersetzen sie in biochemische und biologische Signale, über die sie mit anderen Zellen kommunizieren", erläutert Projektkoordinatorin Cornelia Oppitz. Manuela Baccarini ergänzt: "So halten sich Organismen im Gleichgewicht: Sie lösen körperliche Reaktionen aus oder halten sie in Schach, bevor sie selbst schädlich werden können."

VERANSTALTUNGSTIPP:
Max Perutz Day am 23. Mai 2019 ab 18 Uhr
Am 23. Mai 2019 wäre Max Perutz 105 Jahre alt geworden. Der gebürtige Wiener und Pionier der Molekularbiologie erhielt 1962 den Nobelpreis. Den Max Perutz Day veranstalten die Max F. Perutz Laboratories der Uni Wien und MedUni Wien zu Ehren ihres Namensgebers. BesucherInnen erwartet u.a. eine Keynote der Max Perutz-Biografin Georgina Ferry.
Zur Einladung

Maßgeschneidertes Programm

Wie diese Signalwege funktionieren – also wie genau Zellen miteinander "sprechen" – steht im Fokus der PhD-Projekte im strukturierten Doktoratsprogramm, das vom FWF finanziert wird. Theoretischen und praktischen Input für ihre Forschung bekommen die ca. 30 DoktorandInnen einerseits über eine Ringvorlesung mit begleitenden Workshops, andererseits bestimmen sie selbst mit, in welche Richtung sie sich weiterbilden.

"Wenn es Bedarf an spezifischen Lehrinhalten gibt, organisieren wir entsprechende Workshops. Im Programm können wir Studierenden außerdem kurzfristige Aufenthalte an internationalen Forschungsstätten ermöglichen, damit sie sich zusätzliches Handwerkszeug für ihre Forschung aneignen können", berichtet Cornelia Oppitz.

Alessia Schirripa aus Italien arbeitet im Rahmen des Kollegs an ihrem PhD-Projekt in der Stammzellforschung: "My challenging PhD project is driven by my curiosity to answer outstanding questions about stem cell fate decision and development. Thanks to the multidisciplinarity of the "SMICH" PhD programme and to the brilliant scientific environment at the Max F. Perutz Laboratories, I constantly receive adequate support and stimuli to successfully progress with my scientific investigations and to develop the best mindset for tackling and overcoming the difficulties that may arise." (© Daniele Nazzari)

Austausch ist das A und O

Neben der Flexibilität des Programms ist es der intensive interdisziplinäre Austausch zwischen den KollegiatInnen aus der Molekularbiologie, Strukturbiologie, Bioinformatik, Genetik und Mathematik, der sowohl eine umfassende wissenschaftliche Ausbildung als auch innovative Forschungsergebnisse erwarten lässt. Das "SMICH" veranstaltet regelmäßige Projektpräsentationen und mehrtägige Blockveranstaltungen, an denen die DoktorandInnen wie auch die zwölf GruppenleiterInnen, die fünf LeiterInnen der assoziierten Forschungsgruppen sowie weitere interessierte NachwuchswissenschafterInnen beteiligt sind.

"Es ist faszinierend zu erleben, wie intensiv die DoktorandInnen ihre Projekte miteinander diskutieren und fächerübergreifend zusammenarbeiten. Obwohl die Projekte in unterschiedlichen Departments und Disziplinen angesiedelt sind, liegen sie doch so nah beieinander, dass sich die Studierenden gegenseitig gut unterstützen und bereichern können", freut sich Cornelia Oppitz.

Auch Alberto Danieli ist aus Italien zum Doktoratskolleg an den Max F. Perutz Laboratories dazugestoßen. In seiner Dissertation beschäftigt er sich mit dem Abbau von Zellbestandteilen. "The use of cutting-edge techniques, multidisciplinary approaches and the presence of a vibrant and creative scientific environment offer an excellent opportunity to be successful in and complete my PhD project. For these reasons, the "SMICH" PhD programme is a valuable contribution to my scientific development and future career." (© Alberto Danieli)

Bereicherung auf allen Ebenen

"Das Schöne an den regelmäßigen Treffen ist, dass die Schwelle, andere zu fragen, immer niedriger wird", fährt Manuela Baccarini fort. "ForscherInnen unterschiedlicher Disziplinen verstehen sich gegenseitig ja oft nicht – schon allein, weil sich die Fachsprachen unterscheiden. Im Kolleg lernen die DoktorandInnen von Beginn an, mit anderen Disziplinen zu kommunizieren. Das ist ein wichtiger Schritt zur unabhängigen Wissenschaft."

Der Austausch im und über das Doktoratskolleg hinaus ist für den gesamten Forschungsbereich bereichernd: "Die DoktorandInnen kommen von den besten Universitäten der Welt, etwa der Sorbonne Université, der Sapienza Università di Roma, der Masaryk University – und natürlich der Universität Wien. Regelmäßig präsentieren die jungen ForscherInnen neueste Erkenntnisse auf ihrem Gebiet; davon profitieren alle Beteiligten", freuen sich die Wissenschafterinnen. (jr)

Das vom FWF geförderte Doktoratskolleg "Signaling Mechanisms in Cellular Homeostasis" (SMICH) an den Max F. Perutz Laboratories der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien läuft von Mai 2017 bis April 2021. Das Doktoratskolleg, an dem insgesamt zwölf Forschungsgruppen und fünf assoziierte Forschungsgruppen der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien beteiligt sind, wird von Univ.-Prof. Dr. Manuela Baccarini geleitet und von Cornelia Oppitz, PhD (beide Department für Mikrobiologie, Immunbiologie und Genetik) koordiniert.