GRK 2515: Chemische Biologie von Ionenkanälen (Chembion)

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

Ionenkanäle steuern elektrische und chemische Signalverarbeitungsprozesse in allen Zellen des menschlichen Körpers und somit eine Fülle von physiologischen Vorgängen. Fehlfunktionen von Ionenkanälen führen daher häufig zu pathologischen Prozessen und Krankheiten – sogenannten Kanalopathien. In „Chembion“ wollen wir mit Hilfe chemischer Methoden und spezifischer pharmakologischer Werkzeuge neue Kenntnisse über die Funktionsweise und (Patho)physiologie von Ionenkanälen erlangen. In der zweiten Förderperiode wollen wir die Analyse der molekularen Struktur von Ionenkanälen und ihrer Interaktionen mit Liganden als Basis für die Entwicklung Subtyp-spezifischer Liganden und Werkzeuge (z.B. zur Bildgebung) verstärken. Die Wirkungen der entwickelten Agonisten, Antagonisten und Werkzeuge wird auf molekularer und zellulärer Ebene untersucht. Letztendlich soll ein besseres Verständnis der integrativen (Patho)physiologie resultieren, woraus sich neue Möglichkeiten zur pharmakologischen Beeinflussung der biologischen Systeme ergeben. Fünf Ionenkanal-Familien wurden als Modellsysteme gewählt: NMDA-Rezeptoren, CatSper-, HCN-, KCa3.1- und Kv7-Kanäle. Einschließlich der sehr komplexen Struktur des CatSper-Ionenkanals sind die Strukturen dieser Ionenkanäle bekannt. 13 PIs mit komplementärer Expertise arbeiten zusammen, mit dem Ziel die Physiologie dieser Ionenkanäle besser zu verstehen. Die Slo3- (KCa5.1-), Kv7- und CatSper-Ionenkanäle besitzen Bindestellen für Steroide. In der zweiten Förderperiode soll ein neuer Fokus auf die Entwicklung Steroid-basierter, Subtyp-selektiver Agonisten, -Antagonisten und chemischer Werkzeuge (z.B. zur Photoaffinitäts-Markierung) gelegt werden. Durch die erfolgreiche und gut etablierte interdisziplinäre Zusammenarbeit in Chembion werden Barrieren überwunden zwischen der molekularen Welt im Fachbereich Chemie und Pharmazie und der Welt der zellulären und höheren funktionellen Systeme in der Medizinischen Fakultät. Alle Projekte sind Kooperationsprojekte mit Projektleitern aus beiden Fakultäten. Das Graduiertenkolleg Chembion hat ein gut strukturiertes, Forschungs-orientiertes und interdisziplinäres Ausbildungsprogramm in einer exzellenten wissenschaftlichen Umgebung aufgebaut. Schlüsselelemente des Qualifizierungsprogramms sind: (1) Internationale Ausrichtung bereits in der Promotionsphase. Alle Doktorand*innen der ersten Kohorte haben einen Teil ihrer wissenschaftlichen Arbeit in ausländischen Laboratorien durchgeführt. (2) Förderung von unabhängigem und selbstverantwortlichem Handeln. (3) Förderung der akademisch-wissenschaftlichen Selbstständigkeit und entscheidender „transferabler skills“. Hoch motivierte und ausgezeichnete Studierende der Medizin werden als Medizin-Doktorand*innen (Dr. med.) in das Graduiertenkolleg im Rahmen des Medizinerkollegs MedK aufgenommen. Die Interaktion der Doktorand*innen aus den Naturwissenschaften und der Medizin ist extrem stimulierend für beide Seiten und muss unbedingt fortgesetzt werden.