Antrittsvorlesung von Prof. Dr. Yvonne Mast, Prof. Dr. Laura Steenpass 11. Oktober 2023 | 16:30 Uhr - 18:00 Uhr
Antrittsvorlesung von Prof. Dr. Yvonne Mast
Bioressourcen für die Wirkstoffforschung: Das Biosynthesepotential der Actinomyceten
Antibiotika gelten seit ihrer Entdeckung als Wunderwaffe der Medizin. Insbesondere in diesen Tagen kommt der Antibiotikaforschung große Bedeutung zu, da weltweit Infektionen mit antibiotikaresistenten Krankheitserregern zunehmen, während zeitgleich immer weniger neue antibiotisch wirksame Substanzen gefunden werden. Eine vielversprechende Quelle für neue Wirkstoffe sind Bakterien der heterogenen Gruppe der Actinomyceten. Ca. zwei Drittel aller Antibiotika, die heutzutage in der medizinischen Anwendung sind, sind Produkte aus Actinomyceten. Die Fähigkeit zur Antibiotika-Biosynthese ist genetisch kodiert, wobei die Gene meist als Biosynthesegencluster auf dem Genom der Produzentenstämme organisiert vorliegen. Aufgrund der mittlerweile zahlreich verfügbaren Genomsequenzdaten und bioinformatischen Vorhersagemöglichkeiten zur Identifizierung potentieller Antibiotika-Biosynthesegencluster ist bekannt, dass das Potential der Actinomyceten zur Wirkstoffsynthese um ein Vielfaches größer ist als ursprünglich angenommen. Dies ist auf das Vorhandensein sogenannter stiller Gencluster zurückzuführen, die die Information für Wirkstoffsynthesen tragen, welche aber unter Standardlaborbedingungen nicht in die entsprechenden Produkte übersetzt wird. Eine Schlüsselrolle kommt hierbei der Regulation der Antibiotika-Biosynthese zu. Durch ein besseres Verständnis der Regulationsmechanismen der Antibiotika-Biosynthese und gezielter Anwendung der entsprechenden regulatorischen Elemente, lassen sich stille Gencluster aktivieren und neue Wirkstoffe finden.
In dem Vortrag wird ein Überblick über die Bedeutung und Biologie der Actinomyceten gegeben. Am konkreten Beispiel eines Sekundärmetabolit-Biosynthesegenclusters wird dargestellt, wie sich unterschiedliche Gencluster-Komponenten für biotechnologische Anwendungen nutzbar machen lassen.
Zur Person
Yvonne Mast studierte von 2000-2005 Biologie an der Eberhard Karls Universität Tübingen und fertigte dort 2008 am Interfakultären Institut für Mikrobiologie und Infektionsmedizin der Universität Tübingen in der Abteilung Mikrobiologie/Biotechnologie ihre Promotionsarbeit an. Anschließend übernahm sie in der Abteilung Mikrobiologie/Biotechnologie die Leitung einer Arbeitsgruppe, die sich mit der Biosynthese und -Regulationsmechanismen verschiedener Sekundärmetabolite aus Streptomyceten befasste. 2017 habilitierte sie sich im Fach Mikrobiologie an der Universität Tübingen. Seit 2019 ist sie Professorin für Angewandte Mikrobiologie an der Technischen Universität Braunschweig und Leiterin der Abteilung Bioressourcen für die Bioökonomie und Gesundheitsforschung am Leibniz-Institut DSMZ. Der Schwerpunkt ihrer Arbeiten liegt in der Erforschung und Nutzung des Biosynthesepotentials von Actinomyceten als wichtige Ressource für die Wirkstoffforschung mit einem besonderen Fokus auf Regulationsmechanismen der Antibiotika-Produktion.
Antrittsvorlesung von Prof. Dr. Laura Steenpaß
Menschliche und Tierische Zellkulturen – Modelle für Erkrankungen des Menschen
Menschliche Krebszellen lassen sich seit 70 Jahren in der Zellkultur erhalten und seit 20 Jahren ist dies auch für pluripotente Stammzellen des Menschen möglich. Die Vermehrung, Erhaltung und experimentelle Veränderung von menschlichen Zellen unter kontrollierten Bedingungen im Labor machen diese zu einem unverzichtbaren Werkzeug der medizinischen Forschung. Mit menschlichen Zellkulturen wurde es möglich die molekularen Funktionen der Genregulation und von Stoffwechselvorgängen zu erforschen und zu verstehen. So tragen kultivierte Krebszellen erst zur Erforschung der verschiedenen Mechanismen der Krebsentstehung bei, um dann in der vorklinischen Testung von Medikamenten zur Krebsbehandlung ihre Verwendung zu finden. Während Krebszellen bereits recht spezialisierte Zellen sind, besitzen pluripotente Stammzellen des Menschen noch ein gewaltiges Entwicklungspotential. Stammzellen können, unter entsprechender Behandlung, in verschiedene spezialisierte Zelltypen des Menschen überführt werden. Dies ermöglicht zum einen die Beobachtung von zellulären Vorgängen über eine Entwicklungszeit hinweg und zum anderen die Herstellung von Zelltypen, die sonst in der Kultur nicht verfügbar wären, wie zum Beispiel ausgereifte Zellen der Netzhaut des Auges.
In dem Vortrag wird ein Überblick über die Bedeutung von Zellkulturen in der zellbiologischen Forschung gegeben. Am Beispiel der Krebserkrankung Retinoblastom wird die Verwendung von Krebszelllinien und pluripotenten Stammzellen in der Modellierung von Erkrankungen und der vorklinischen Forschung erläutert.
Zur Person
Laura Steenpaß studierte von 1992 – 1998 Biologie an der Albert-Ludwigs Universität Freiburg. Ihre Promotionsarbeit fertigte sie in der Kinderkrebsforschung des St. Anna Kinderspitals in Wien an und schloß ihre Promotion über das Ewing-Sarkom 2002 an der Universität Wien ab. Bis 2006 arbeitete sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Arbeitsgruppe von Prof. Denise Barlow am Zentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften über Epigenetik. Ab 2009 baute sie ihre eigene Arbeitsgruppe Zelluläre Modelle im Institut für Humangenetik am Universitätsklinikum Essen auf. 2017 habilitierte sie sich im Fach Genetik/Humangenetik an der Universität Duisburg-Essen. Seit 2020 ist sie Professorin für Zellbiologie im Zoologischen Institut der Technischen Universität Braunschweig und Leiterin der Abteilung Menschliche und Tierische Zellkulturen am Leibniz-Institut DSMZ. Der Schwerpunkt ihrer Arbeiten liegt in der Nutzung von menschlichen Krebszelllinien und pluripotenten Stammzellen zur Erforschung genetisch verursachter Erkrankungen, wie der Imprintingerkrankung Angelman-Syndrom oder der Krebserkrankung Retinoblastom.
Die Vorträge finden auf Deutsch statt.