Associate Professor für Biologie am Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (USA)

Transport und Kommunikation über die Kernmembran — ein Zwischenstand nach 15 Jahren Forschung
Menschliche Zellen sind in Kompartimente unterteilt, die durch Lipidmembranen voneinander getrennt sind. Der Zellkern, der die gesamte genetische Information enthält, ist von einer speziellen Doppelmembran umhüllt, die mit komplizierten Poren durchsetzt ist, den sogenannten Kernporenkomplexen. Wir untersuchen Struktur und Funktion dieser gigantischen Proteinapparate und interessieren uns auch prinzipiell für den Informationsaustausch zwischen Zellkern und -plasma. Für diese grundlegende Arbeit wird eine Vielzahl von Methoden verwendet, im Labor selbst als auch in weltweiten Kollaborationen. Mehr denn je ist Spitzenforschung heute ein kollaborativer Prozess zwischen Forschungsgruppen die sich synergistisch ergänzen können.

Zur Person
Thomas Schwartz studierte von 1990 bis 1995 Biochemie an der FU Berlin. Von 1996 bis 1999 arbeitete er als DAAD-geförderter Doktorand am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. Im Jahr 2000 promovierte er bei Udo Heinemann an der FU Berlin. Von 2000 bis 2004 war er Postdoktorand bei Günter Blobel an der Rockefeller University in New York. Seit 2004 arbeitet er am Massachusetts Institute of Technology, bis 2010 als Assistant Professor, danach als Associate Professor.

Associate Professor für Geologie am Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (USA)

Wie entstehen Kontinente?
Die Erde unterscheidet sich hinsichtlich ihrer geologischen Entwicklung stark von allen anderen Gesteinsplaneten unseres Sonnensystems. Sie ist der einzige Planet mit zwei grundsätzlich verschiedenen Krustenstrukturen: der ozeanischen und der kontinentalen Kruste. Die ozeanische Kruste ist dichter und deswegen topographisch niedriger als die kontinentale Kruste. Aufgrund der unterschiedlichen Dichte bleibt die kontinentale Kruste über Milliarden von Jahren erhalten, während die ozeanische Kruste entlang von Subduktionszonen in den oberen Mantel absinkt. Die ältesten Gesteine der kontinentalen Kruste sind über 4 Milliarden Jahre alt, während die ältesten ozeanischen Gesteine nur ca. 200 Millionen Jahren alt sind. Der Grund für den Dichteunterschied liegt in der chemischen Zusammensetzung der beiden Krusten. Woher kommt der Unterschied in der chemischen Zusammensetzung? Welche Prozesse lassen die ozeanische Kruste entstehen und welche die kontinentale? Die Antwort auf diese Fragen findet sich in den Gesteinen des Himalayas. Aufgrund tektonischer Verschiebungen im Zusammenhang mit der Gebirgsbildung sind in der Grenzregion zwischen Pakistan und Indien seltene Gesteine der unteren kontinentalen Kruste an die Oberfläche gelangt.

Zur Person
Oliver Jagoutz studierte Chemie und Geologie an der Universität Mainz. Während seines Studiums ging als Erasmus-Student an die ETH Zürich, um dort seine Diplomarbeit zu schreiben. Nach seinem Diplom in Geologie im Jahr 2000 begann er mit seiner Promotion an der ETH bei J. P. Burg. Zwischenzeitlich arbeitete er am Tokyo Institute of Technology mit Shige Maruyama zusammen. Nach seiner Promotion ging er als Postdokotorand zu Othmar Müntener an die Universität Bern. Seit 2008 arbeitet er am Massachusetts Institute of Technology, zuerst als Assistant Professor und zuletzt als Associate Professor.

Leiter des Instituts für Angewandte Physik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Direktor des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik, Jena

Sehen mit den Augen der Insekten
Insektenaugen, auch Facettenaugen genannt, unterscheiden sich grundlegend von denen des Menschen (Linsenaugen). Sie bestehen aus einer Vielzahl von Einzelaugen und sind halbkugelförmig angeordnet. Dennoch verfügen die Insekten über ein ungleich größeres Blickfeld trotz ihrer deutlich kleineren Größe. Diese Eigenschaft der Facettenaugen hat sich das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik zunutze gemacht und ein miniaturisiertes Kamerasystem entwickelt, welches für den Einsatz in bautechnisch räumlich beengten Verhältnissen (z.B. Smartphones) geeignet ist.

Zur Person
Andreas Tünnermann studierte von 1982 bis 1988 Physik an der Universität Hannover. Im Anschluss arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Quantenoptik der Universität Hannover an seiner Promotion. Diese schloss er 1992 mit Auszeichnung ab, wobei er Konzepte zur Erzeugung kurzwelliger kohärenter Strahlung untersuchte. Ende 1992 wechselte er als Leiter der Entwicklung an das Laser Zentrum Hannover. 1997 habilitierte er sich auf dem Gebiet der ultrastabilen Laserstrahlquellen für messtechnische Anwendungen in der Gravitationswellendetektion. Im Alter von nur 34 Jahren erhielt Andreas Tünnermann einen Ruf auf eine Professur für Experimentalphysik an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Seit Frühjahr 1998 leitet er hier das Institut für Angewandte Physik. Im Herbst 2002 erhielt Andreas Tünnermann einen Ruf als Direktor des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik, dessen Leitung er seit September 2003 innehat. Seine Forschungsschwerpunkte liegen heute auf dem Gebiet räumlich und zeitlich lokalisierten Lichtes. Weit mehr als 400 Veröffentlichungen in renommierten internationalen Zeitschriften, Patente und eingeladene Vorträge belegen die Bedeutung seiner Arbeiten. Seine angewandten Arbeiten wurden mit dem Röntgenpreis, WLT-Preis und dem Otto-Schott-Preis, dem Berthold-Leibinger-Innovationspreis und dem Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis ausgezeichnet.

Emeritus-Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Dortmund

Die molekularen Ursachen der Krebsentstehung
Krebs ist, in den allermeisten Fällen, eine immer noch nicht zähmbare Krankheit. Sie beruht auf einer fehlgesteuerten Signalübertragung, die normalerweise unter kontrollierten Bedingungen Zellwachstum je nach Anforderung AN und AUS schaltet. Sie ist komplexer als andere (monokausale) Krankheiten und hat viele Ursachen und Erscheinungsformen. In den letzten Jahren sind durch die Entdeckung der Onkogene und Tumorsuppressorgene die genetischen und molekularen Ursachen der Krankheit zumindest teilweise erforscht worden. Es besteht die große (und berechtigte) Hoffnung, dass diese Erkenntnisse die Entwicklung zielgerichteter Medikamente und personalisierter Anwendung befördern werden.

Zur Person
Alfred Wittinghofer studierte ab 1963 Chemie an der TH Aachen mit Diplom-Abschluss 1968 und Promotion am Deutschen Wollforschungszentrum in Aachen 1971. Danach war er bis 1973 als Post-Doktorand an der University of North Carolina und ab 1974 Wissenschaftlicher Assistent am Max-Planck-Institut für medizinische Forschung in Heidelberg. Ab 1980 war er dort Gruppenleiter. 1992 habilitierte er sich an der Universität Heidelberg in Biochemie. Er war von 1993 bis 2009 Direktor der Abteilung Strukturelle Biologie am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund und seit 1994 Honorarprofessor für Biochemie an der Ruhr-Universität Bochum. Heute ist er Emeritiertes Wissenschaftliches Mitglied des Instituts. Seine Arbeiten wurden mit Louis-Jeantet-Preis für Medizin, der Richard-Kuhn-Medaille der Gesellschaft Deutscher Chemiker, dem Deutschen Krebspreis und der Otto-Warburg-Medaille ausgezeichnet. Er ist Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften, der Academia Europaea, der EMBO und Ehrenmitglied der Japanischen Biochemischen Gesellschaft.

Leiter des Lehrstuhls für Physikalische Chemie II der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien e.V., Jena

Biophotonik — Licht für die Gesundheit
Das relativ junge Forschungsgebiet Biophotonik kombiniert die Bereiche Lebens- und Umweltwissenschaften sowie die Medizin mit innovativen optischen Technologien. Dabei umfasst die Biophotonik alle optischen Methoden zur Untersuchung struktureller, funktioneller, mechanischer, biologischer und chemischer Eigenschaften biologischer Materialien und Systeme. Mit ihrer Hilfe lassen sich die Ursachen von Krankheiten besser verstehen, um sie so in Zukunft verhindern oder sie zumindest früher damit effektiver behandeln zu können. Biophotonik verspricht der Grundlagenforschung neue Werkzeuge, die in Zukunft Patienten Durchbrüche für die Bekämpfung von Krankheiten verheißt. Fortschritte in Prävention, Diagnostik und Therapie der großen Volkskrankheiten wie Krebs oder Infektionen werden das Gesundheitssystem spürbar entlasten. Außerdem werden die neuen Anwendungsmöglichkeiten dafür sorgen, dass in den Optischen Technologien sowie der Bio- und Medizintechnik neue hochqualifizierte und zukunftssichere Arbeitsplätze entstehen.

Zur Person
Jürgen Popp studierte Chemie in Erlangen und Würzburg. Nach seiner Promotion war er für ein Jahr an der Yale University, New Haven, USA, als Postdoktorand tätig. Im Jahr 2001 habilitierte er sich in Physikalischer Chemie an der Universität Würzburg. 2002 erhielt er einen Ruf auf einen Lehrstuhl für Physikalische Chemie nach Jena, wo er seit 2006 auch wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien e.V. ist. Sein wissenschaftliches Hauptinteresse gilt der Biophotonik. Dabei ist besonders seine Expertise auf dem Gebiet der linearen und nichtlinearen Raman-Spektroskopie zur Beantwortung biomedizinischer, lebenswissenschaftlicher und umweltwissenschaftlicher Fragestellungen hervorzuheben. 2012 wurde ihm die Ehrendoktorwürde der Babeş-Bolyai University in Cluj-Napoca, Rumänien, verliehen. 2013 erhielt er den Robert Kellner Lecture Award.

Gründungsdirektor des Luxembourg Centre for Systems Biomedicine, Esch-sur-Alzette (Luxemburg)

Systembiologie — Ein neuer Hype oder die Zukunft?
Die Biologie war in den letzten 100 Jahren sehr erfolgreich in der Aufklärung molekularer und zellulärer Strukturen, bis hinein in die atomare Auflösung. Durch die Fortschritte in der Genomsequenzierung und anderer Technologien sind wir mittlerweile in der Lage, einen sehr schnellen und umfassenden Überblick über die individuelle Genomsequenz sowie die Expression von RNA Proteinen und Metaboliten zu erhalten. Leider erlaubt uns eine Aufstellung der „Einzelteile“ komplexer biologischer Systeme nicht, auch deren Funktion, insbesondere deren Dynamik und Reaktion auf externe Einflüsse zu verstehen. Die Systembiologie hat sich daher zum Ziel gesetzt, das Gesamtverhalten biologischer Systeme zu analysieren. Im Mittelpunkt stehen dabei die Rekonstruktion und Analyse von genregulatorischen-, Protein-Protein-Interaktions- oder von metabolischen Netzwerken. Im Vortrag werden die konzeptionellen und methodischen Grundlagen der Systembiologie vorgestellt und anhand von Beispielen ein Einblick in das Potential und die Herausforderungen der Systembiologie gegeben.

Zur Person
Rudi Balling studierte Ernährungswissenschaften an der Universität Bonn und der Washington State University Pullman/USA. Die Verleihung des Doktortitels erfolgte von der Universität Aachen im Fachgebiet der Entwicklungsbiologie. Nach Aufenthalten als Nach-wuchswissenschaftler in Mount Sinai Research Hospital in Toronto, Kanada, und den Max-Planck-Instituten in Biophysikalischer Chemie in Göttingen und Immunologie in Freiburg wurde er 1993 Direktor des Instituts für Säugetiergenetik am GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit in München (heute Helmholtz Zentrum München). Von 2001 bis 2009 war Rudi Balling wissenschaftlicher Geschäftsführer des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig. Nach einer Gastprofessur am Broad Institute of MIT/Harvard in Cambridge (USA) startete Rudi Balling 2009 als Gründungsdirektor das LCSB in Luxemburg.

Arbeitsgruppe für Experimentelle Teilchenphysik der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Das Higgs-Boson — Was haben wir davon?
Wohl kaum ein wissenschaftliches Ergebnis der Grundlagenforschung hat in den letzten Jahren so viel öffentliches Interesse erregt wie die Entdeckung eines Higgs-Bosons am europäischen Labor für Teilchenphysik CERN im Sommer 2012.
Ist es das lang gesuchte Higgs-Boson des Standard-Modells? Ist es ein anderes Higgs-Boson? Wofür braucht man das Higgs-Boson? Was wissen wir schon über das neue Elementarteilchen? Was müssen wir noch herausfinden? Wie macht man das überhaupt? Was bringt uns dieses Wissen eigentlich? Und was hat das alles mit dem Universum zu tun? Fragen über Fragen, die im Vortrag erläutert werden.

Zur Person
Klaus Desch ist Professor für Experimentalphysik an der Universität Bonn. Er arbeitet auf dem Gebiet der Elementarteilchenphysik an großen Beschleunigeranalagen, vor allem im ATLAS-Experiment am LHC-Beschleuniger am CERN. Sein Interesse gilt der Erforschung des Higgs-Bosons und der Suche nach neuen Teilchen und Phänomenen bei höchsten Energien. Er arbeitet auch an der Vorbereitung zukünftiger Beschleunigerprojekte und entwickelt neue Teilchendetektoren. Desch hat 1995 in Bonn promoviert, ging dann als Fellow ans CERN. Weitere Stationen führten ihn an die Universitäten Hamburg und Freiburg, bevor er 2006 an das Physikalische Institut der Universität Bonn berufen wurde.

Nobelpreisträger für Chemie 1988
Direktor Emeritus der Gruppe für Strukturforschung am Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried

Schönheit und Zweckmäßigkeit — Die Architektur der Proteine, der Bausteine des Lebens
Proteinstrukturen in atomarer Auflösung werden mit immer höherer Geschwindigkeit bestimmt. Dies wurde ermöglicht durch die schnell fortschreitende Entwicklung von Methoden und Instrumenten in der Proteinkristallographie, der Elektronenmikroskopie und der NMR-Spektroskopie. So können heute sehr große und komplexe Proteinstrukturen ermittelt werden. Diese Strukturen dokumentieren die Schönheit und grenzenlose Vielseitigkeit der Architektur der Proteine, aber enthüllen auch unerwartete Verwandtschaftsbeziehungen, welche einen Blick weit in die Vergangenheit der biologischen Evolution ermöglichen. Diese Strukturen bilden die Grundlage für das Verständnis von Bindungspezifitäten und katalytischen Eigenschaften der Proteine (Chemie), ihren spektralen Eigenschaften und Elektronentransferfunktionen (Physik) und ihrer Rolle in physiologischen Systemen (Biologie und Medizin). Sie erlauben es, spezifische Bindungspartner für Zielproteine zu entwickeln, was neue Strategien für Therapien, Medikamentenentwicklung und den Schutz von Nutzpflanzen eröffnet.

Zur Person
Robert Huber ist ein deutscher Chemiker und Nobelpreisträger. Er studierte, promovierte und habilitierte sich im Fach Chemie an der TU München. Von 1971 bis 2005 war er Direktor am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München. Er erhielt den Nobelpreis im Bereich Chemie 1988 zusammen mit Johann Deisenhofer und Hartmut Michel „für die Erforschung der dreidimensionalen Struktur des Reaktionszentrums der Photosynthese bei einem Purpurbakterium“. Robert Huber leitet als Direktor Emeritus die Gruppe für Strukturforschung am MPI für Biochemie in Martinsried. Darüber hinaus besetzt er mehrere Gastprofessuren an Universitäten in Wales, Singapur, Deutschland und Spanien. Als Mitbegründer der Biotech-Unternehmen Proteros (1997) und SuppreMol (2005) nimmt er in beiden Unternehmen beratende Funktionen ein. Seit 1988 ist Huber ordentliches Mitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften. 1990 wurde er zu einem Mitglied der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina. Seit 2005 forscht Robert Huber als Gastprofessor am Zentrum für Medizinische Biotechnologie der Universität Duisburg-Essen.