Elitenetzwerk: Receptor Dynamics

Receptor Dynamics

Das Internationale Doktorandenkolleg „Receptor Dynamics“ verbindet viel­fältige Fachdisziplinen aus Pharmazie, Biochemie, Pharmakologie und Physik, um mit ihren jeweiligen Methoden die im We­sent­li­chen ungeklärten Prozesse der Dynamik von Re­zep­to­ren in der Zellmembran aufzuklären und die daran anschließenden Vorgänge im Zell­inneren genauer zu beleuchten.

Das Doktorandenkolleg in der Übersicht

AbschlussPromotion
Promotions­dauerSechs Semester
Studien­orteWürzburg, Erlangen-Nürnberg, Regensburg
Zugangs­voraus­­setzungenMaster-Abschluss in den Naturwissenschaften, Staatsexamen in Pharmazie, Humanmedizin
Unterrichts­spracheEnglisch
Bewerbungs­fristNach Ausschreibung
LeitungProf. Dr. Michael Decker
Prof. Dr. Martin J. Lohse
OrganisationDr. Ludwig Höllein
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Dynamik von Rezeptoren aufklären und therapeutisch nutzen

Zellen besitzen auf ihrer Oberfläche spezielle Struk­tu­ren, sogenannte Rezeptoren, die In­for­mationen und Reize von außen ins Zell­innere hinein ver­mit­teln können. Hierbei spielt insbesondere die Gruppe der G-Pro­tein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) eine äußerst wichtige Rolle. Da sie die zentrale Schalt­stel­le für nahezu alle entscheidenden Funk­tionen im menschlichen Kör­per dar­stel­len, sind mittlerweile etwa 40 Prozent aller Arzneistoffe chemische Mo­le­kü­le, die gezielt GPCRs aktivieren oder blockieren können („Liganden“). Über die Dynamik dieser Pro­zesse ist allerdings kaum etwas bekannt. Wie wer­den diese Prozesse über­haupt ver­mit­telt und warum werden beispielsweise bei man­chen Li­gan­den nur ganz bestimmte, einzelne Signalwege aktiviert?

Um diese und weitere Fragen zu be­ant­wor­ten, werden im Gra­duierten­kolleg „Rezeptor­dynamik“ völlig neuartige mole­ku­la­re Werk­zeuge entwickelt und chemisch syn­the­ti­siert. Mit ihnen lassen sich viele Prozesse der Si­gnal­lei­tung untersuchen, so beispielsweise Ver­bin­dungen, die durch Licht „an- bzw. abschaltbar“ sind oder solche, die nur eine ganz bestimmte Zell­ant­wort aus­lösen.

Neben solchen grund­lag­en­ori­en­tier­ten Forschungs­arbeiten wird auch eine völlig andere Gruppe von Molekülen hergestellt, sogenannte Iso­topen-markierte Liganden der betrachteten GPCRs. Mit ihrer Hilfe können bildgebende Verfahren in Tier und Mensch angewendet werden, beispielsweise die Positronen-Emis­sions-Tomografie, um Re­zep­toren sichtbar zu machen. Dynamische Prozesse, die etwa im Krank­heits­ge­schehen bestimmte GPCRs stärker oder schwächer erscheinen lassen, kön­nten so als Dia­gnos­ti­ka eingesetzt werden.

Dynamik auf verschiedenen Ebenen

Die Entwicklung neuer fluo­res­zenz­mi­kro­sko­pi­scher Verfahren oder in­no­vativer Biosen­soren kom­plet­tiert die wissenschaftlichen Ar­bei­ten. Der Begriff „Rezeptor­dynamik“ wird somit auf verschiedenen Ebenen und in seiner ganzen Be­deu­tung umfasst, also auf direkter mole­ku­larer Ebene sowie im Krank­heits­geschehen. Hierfür arbeiten For­schungs­gruppen der Pharmazie, der Nuklear­medizin, der Bio­physik und der Bio­analytik eng zusam­men. Die Promo­vierenden ver­brin­gen dabei obligatorisch einen mehr­mo­na­ti­gen Aus­lands­aufenthalt an führenden For­schungs­­ein­rich­tun­gen im Aus­land, so bis­lang etwa in Wien, Oxford, New York und Barce­lona.


Durch regelmäßige Treffen in Form von Re­treats und Summer Schools im In- und Aus­land be­steh­en viele Möglich­keiten, sich in­ner­- und au­ßer­halb des Kollegs zu ver­net­zen, bis­lang etwa in Prag, Mont­pellier und Rehovot/ Israel. Das Pro­gramm wird durch Work­shops, Exkursionen und Seminare kom­plet­tiert, die den Promo­vie­renden helfen sollen, sich für ver­ant­wort­ungs­volle Auf­gaben nicht nur in­ner­halb der Wissen­schaft zu quali­fi­zieren.

Porträtfoto: Prof. Dr. Michael Decker

Gerade die internationale Einbindung der Promovierenden ermöglicht die Bearbeitung der For­schungs­thematik in einem hochklassigen und interdisziplinären Umfeld und fördert zudem die individuelle Qualifi­zierung junger Nachwuchstalente.

Prof. Dr. Michael Decker

Aus dem Doktorandenkolleg

Einen Rezeptor sichtbar machen

Antonios Drakopoulos entwickelte und synthetisierte Verbindungen, welche spezifisch an einen Rezeptorsubtyp der Gruppe der Opioidrezeptoren binden und chemisch mit einem Fluoreszenzfarbstoff verbunden sind.

Zum Bericht

Zwei Männer schütteln sich während einer Preisverleihung die Hand.

Einblicke in die Forschungsarbeit

Photopharmakologie

Luca Agnetta entwickelte in seiner Promotion „Tool-Verbindungen“ für die Live-Bildgebung der zellulären Reaktion in lebenden Zellen.

Signalwege mit Licht

Timo Littmann entwickelte in seiner Promotion Methoden für die Charakterisierung molekularer Werkzeuge, die trotz einer Zielstruktur (GPCR) unterschiedliche Effekte haben können.

Alzheimer-Behandlung

Daniela Volpato beschäftigte sich in ihrer Promotion mit der Synthese und pharmakologischen Charakterisierung bitopischer Muskarinrezeptor-Modulatoren.