Katrin Franke – Vom visuellen Reiz zum Verhalten

Für ihr Projekt „Tracing Visual Computations from the Retina to Behavior” (Eye to Action) – Erforschung der Verarbeitung visueller Informationen von der Netzhaut bis zum Verhalten – erhält Katrin Franke eine Förderung des ERC von rund 1,8 Millionen Euro über einen Zeitraum von fünf Jahren. Sie hat den ERC Starting Grant am Universitätsklinikum und der Medizinischen Fakultät Tübingen eingeworben und ist derzeit als Research Assistant Professor am Baylor College of Medicine, Houston (USA) tätig.

Visuelle Reize prasseln permanent auf uns ein. Unser Gehirn hat es mit einer gigantischen Menge an Informationen zu tun, die selektiert und verarbeitet werden müssen. Bereits in der Netzhaut, dem ersten Verarbeitungszentrum des visuellen Systems, extrahieren neuronale Schaltkreise zahlreiche Merkmale aus der Umgebung und bilden bis zu 40 Kanäle zum Gehirn. Bisher ist jedoch eines der Grundprinzipien des Sehens grundsätzlich unklar, nämlich wie das Gehirn diese vielfältigen Kanäle des Auges verarbeitet und verhaltensrelevante Informationen identifiziert.

Hier setzt Katrin Frankes Forschung an: Ihr Ziel ist es, Antworten auf das Rätsel zu liefern, welche Art von Berechnungen das Gehirn durchführt, um visuelles Verhalten zu ermöglichen. Im weiteren Sinne ist ein tiefes Verständnis des gesunden Sehsystems der Schlüssel zur Entwicklung neuer Behandlungsstrategien für degenerative Erkrankungen des visuellen Systems. Beispielsweise müssen Computerchips zur Wiederherstellung des Sehvermögens idealerweise den physiologischen neuronalen Code wiederherstellen. Diesen zu entschlüsseln, ist eines der Forschungsziele.

Dr. Katrin Franke
Medizinische Fakultät – Forschungsinstitut für Augenheilkunde
Baylor College of Medicine
katrin.frankespam prevention@bcm.edu  

Lukas Mager – An der Schnittstelle von Mikrobiom- und Krebsforschung

Lukas Magers Projekt „Systematic Triangulation of Pathobiont-Host-Interactions“ (SOAR) – Systematische Dreiecksvermessung von Pathobiont-Wirt-Wechselwirkungen – beschäftigt sich mit der Erforschung von entzündlichen Darmerkrankungen und Darmkrebs. Dafür erhält er über einen Zeitraum von fünf Jahren eine Förderung des ERC in Höhe von rund zwei Millionen Euro. Das Forschungsprojekt startet im März 2024.

Chronische Darmerkrankungen sowie Krebs sind häufig mit genetischen Faktoren, aber auch dem Mangel an mikrobieller Vielfalt im Darm eng verbunden. Das Mikrobiom, also die Gesamtheit aller Mikroorganismen in unserem Körper, spielt dabei eine entscheidende Rolle. Gewisse Bakterien, sogenannte Pathobionten, können die Entstehung von Krankheiten begünstigen oder die Wirksamkeit von Therapien schmälern. Bislang ist noch wenig über solch krankheitsrelevante Bakterien sowie deren Wechselwirkung mit genetischen Risikofaktoren von Betroffenen bekannt.

Lukas Magers Ziel ist es, Pathobionten, zu identifizieren und deren Interaktion mit genetischen Risikofaktoren zu analysieren. Mithilfe von maschinellem Lernen will er gemeinsam mit seiner Arbeitsgruppe Übereinstimmungen zwischen genetischem Risiko und Pathobionten finden, welche die Krankheitsentwicklung fördern. Schlussendlich können die gewonnenen Erkenntnisse zu einem späteren Zeitpunkt dabei helfen, Bakterien im Rahmen einer Therapie von entzündlichen Darmerkrankungen und Darmkrebs zu verwenden.

Die Forschung von Lukas Mager und seiner Max-Eder-Nachwuchsgruppe setzt an der Schnitt-stelle zwischen den Bereichen Mikrobiom und Krebs an. Er gehört zwei Tübinger Exzellenzclustern an, die sich einerseits mit der Mikrobiomforschung (Controlling Microbes to Fight Infection – CMFI) und andererseits mit der Krebsforschung (Image-Guided and Functionally Instructed Tumor Therapies – iFIT) auseinandersetzen. Darüber hinaus ist er mit seinem Labor im neuen M3 Forschungszentrum der Medizinischen Fakultät beheimatet, das drei bislang getrennte Themenfelder synergistisch vereint: die Malignom-, Metabolom- und Mikrobiomforschung.

Dr. Lukas Mager
Medizinische Fakultät – Medizinische Klinik, Innere Medizin I
Exzellenzcluster CMFI und iFIT
lukas.mager@med.uni-tuebingen.de  

Maria Spyrou – Einfluss von Epidemien auf soziokulturelle Umbrüche in der Bronzezeit

Vor 4.000 bis 3.000 Jahren gab es große soziokulturelle Umbrüche in den prähistorischen menschlichen Gesellschaften, das ist durch archäologische Funde aus Europa, dem Nahen Osten und Asien belegt. Bisher wurden vor allem Veränderungen von Umwelt oder Wirtschaft, Kriege oder Wande-rungsbewegungen der Menschen als Motor solcher Entwicklungen gesehen. Obwohl es Hinweise auf Epidemien in dieser Zeit gibt, wurden deren Ursachen und Bedeutung kaum Beachtung ge-schenkt. In ihrem Projekt „Infectious disease outbreaks as contributors to socio-cultural transformations in the 2nd millennium BCE” (PROTOPEST) will Maria Spyrou den Einfluss des Ausbruchs von Infektionskrankheiten auf Umwälzungen erforschen und so dieser hochdynamischen Periode unserer Geschichte eine neue Dimension hinzufügen.

Die Wissenschaftlerin setzt bei alter DNA an: Menschliche Skelettteile enthalten nicht nur die genetische Information der Menschen selbst, sondern auch die aller Krankheitserreger, die sie bei ihrem Tod in sich trugen. „Über einen Abgleich dieser DNA-Sequenzen mit Informationen aus öffentlichen Datenbanken können wir Spuren zahlreicher Krankheitserreger identifizieren, deren Genom, Evolution und Übertragung untersuchen“, erklärt Spyrou. Die Fortschritte sowohl in der Analyse großer Mengen genetischer Daten wie auch die Gewinnung der DNA aus sehr alten Knochen machten das Projekt möglich.

Mehr als 600 menschliche Skelette sollen untersucht werden wie auch die Überreste von Tieren, die in den menschlichen Gemeinschaften lebten. „Wie bei heutigen pandemischen Viren und bei histori-schen Pandemien dienten Tiere verschiedenen Krankheitserregern als Reservoir. Diese wurden immer wieder auf Menschen übertragen“, sagt die Wissenschaftlerin.

Maria Spyrou will archäologische, osteologische und genetische Daten vor allem aus der Mittleren und Späten Bronzezeit über den großen geografischen Bereich von Europa bis Asien gewinnen. Ihr Ziel ist es, das Wechselspiel zwischen Infektionskrankheiten und menschlichen Gesellschaften besser zu verstehen. Sie will erforschen, wie Krankheitserreger auftraten und sich verbreiteten und wie prähistorische Gemeinschaften darauf reagierten. Das soll zu einer umfassenden Darstellung eines Zeitraums in unserer Vergangenheit beitragen, als kaum schriftliche Aufzeichnungen gemacht wurden.

Dr. Maria Spyrou
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät – Institut für Naturwissenschaftliche Archäologie
maria.spyrou@ifu.uni-tuebingen.de