Zwischenbericht aus der Zukunft
Im BIOMS ergründen Forscher komplexe biologische Vorgänge
Vieles, was wir heute selbstverständlich nutzen, wäre ohne Computermodelle und Simulationen nicht denkbar: Autos und Flugzeuge, Navigationssysteme und der "Strömungsfilm" bei der Wettervorhersage. In den Biowissenschaften hingegen stehen Modellierung und Simulation noch am Anfang. Um diese Lücke zu schließen, entstand Anfang 2004 das erste deutsche Zentrum für Modellierung und Simulation in den Biowissenschaften (BIOMS) in Heidelberg.
Mit je 2,5 Millionen Euro finanzieren die Klaus Tschira-Stiftung und das Land Baden-Württemberg jeweils ein Drittel des Zentrums. Die restlichen Mittel erbringen die Universität Heidelberg und die Forschungsinstitute Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), EML Research, Europäisches Molekularbiologisches Laboratorium (EMBL) und Max-Planck-Institut für medizinische Forschung.
Mit den BIOMS-Mitteln wurden drei neue Forschungsgruppen an den Standorten EMBL, DKFZ und Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR) der Universität Heidelberg eingerichtet.
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Foto : zg
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Stabile Instabilität: Zelluläre Eiweißstrukturen schaffen es mit erstaunlicher Präzision, biologische Aufgaben zu erledigen. Dabei entstehen diese Strukturen letztlich aus einzelnen, sich anscheinend unkoordiniert bewegenden Proteinen. Diesem Phänomen ist Dr. Francois Nédélec (Foto: zg) vom EML auf der Spur. Am Beispiel der mitotischen Spindel, einer zellulären Struktur, die während der Zellteilung entsteht und dafür sorgt, dass die Chromosomen sich trennen, erforscht er diese Leistung der spontanen Selbstorganisation von Proteinen. Seine jüngsten Untersuchungen haben gezeigt, dass die Struktur nicht statisch, sondern hochdynamisch ist: Innerhalb der Spindel schrumpfen oder verschwinden Proteinfasern. Ebenso flexibel entstehen neue Proteinfasern. Von außen betrachtet ist davon kaum etwas zu bemerken.
"Die Spindel behält ihre äußere Form und Größe und entwickelt gleichzeitig die ausgleichenden Kräfte, die notwendig sind, damit Chromosomen in der Zelle präzise positioniert und voneinander getrennt werden können", resümiert Francois Nédélec. Mit ihren Untersuchungen wollen die Wissenschaftler dazu beitragen, schwere Krankheiten besser verstehen und heilen zu können, beispielsweise Krebs, der entsteht, wenn sich Zellen unkontrolliert und übermäßig teilen.
Hier ist der Einsatz von Simulationen, mit deren Hilfe Francois Nédélec eigene "in vitro"-Experimente und daraus entwickelte Modelle überprüft, daher besonders hilfreich.
Info: Näheres unter www.cytosim.org.
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Dr. Michael Schwarz
Pressesprecher der Universität Heidelberg
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