Uusi tutkijakoulu Dresdenissä: Vallankumouksellista solubiologian tutkimusta!

Uusi tutkijakoulu Dresdenissä: Vallankumouksellista solubiologian tutkimusta!

Dresdenin teknisen yliopiston (TUD) uusi tutkijakoulu aloittaa työnsä vuonna 2026. GRK 3120 "Biomolecular Condensates: From Physics to Biological Functions" -oppilaitos on Saksan tutkimussäätiön (DFG) rahoittama noin 7 miljoonan euron budjetilla viideksi vuodeksi. Opiston painopiste on biomolekyylilauhdeissa, jotka toimivat solujen kalvottomina rakenteina ja organisoivat biologisia prosesseja.

Keskeisiä tutkimustavoitteita ovat biopolymeerien faasisiirtymien ja kollektiivisten vuorovaikutusten tutkiminen. Niiden tarkoituksena on antaa näkemyksiä elämän perusprosesseista ja niiden lääketieteellisestä merkityksestä erityisesti hermoston rappeutumissairauksissa. Erityistä huomiota kiinnitetään eri tieteenalojen väliseen yhteistyöhön proteiinien ja makromolekyylien yhteistyön monimutkaisten mekanismien ymmärtämiseksi.

Historiallinen merkitys ja monitieteiset lähestymistavat

Dresdenillä on historiallinen merkitys biomolekyylikondensaattien tutkimuksessa. Nämä rakenteet löysivät alun perin Anthony Hyman ja Clifford Brangwynne. Uusi tutkijakoulu toimii tiiviissä yhteistyössä Leibniz Institute for Polymer Researchin (IPF), Max Planckin molekyylibiologian ja genetiikan instituutin (MPI-CBG) ja Helmholtz Centerin Dresden-Rossendorfin (HZDR) kanssa. Tukemalla jatko-opiskelijoita vahvistetaan monitieteistä tutkimusta biologian, fysiikan ja polymeeritutkimuksen alojen välillä.

Prof. Jens-Uwe Sommer, korkeakoulun puhuja ja TUD:n polymeeriteorian professori, korostaa tämän projektin merkitystä tiedeyhteisölle. Solubiologian, biokemian ja fysiikan vankan verkoston kehittämisen pitäisi edistää biologisten toimintojen ja niiden häiriöiden, kuten neurodegeneratiivisten sairauksien, tutkimusta.

Neurodegeneratiiviset sairaudet ja biomolekyyliset kondensaatit

Viime vuosina biomolekyylikondensaattien tutkimus on noussut erityisen tärkeäksi hermoston rappeutumissairauksien ymmärtämisen kannalta. Eukaryoottisolut käyttävät näitä kalvottomia proteiinien ja nukleiinihappojen kokoonpanoja luodakseen organellespesifisiä ympäristöjä. Neste-nestefaasierotusprosessilla (LLPS) on keskeinen rooli erityisesti hermosoluissa, joille on ominaista erityiset rakenteelliset piirteet.

Neurodegeneratiivisten sairauksien kehittymisen aikana nämä biomolekyylirakenteet usein jähmettyvät. Näitä ilmiöitä voidaan havaita esimerkiksi amyotrofisessa lateraaliskleroosissa (ALS) ja frontotemporaalisessa dementiassa (FTD), joissa RNA:ta sitovien proteiinien (RBP) mutaatiot vaikuttavat faasisiirtymiin ja voivat johtaa patologisten aggregaattien muodostumiseen. Vaiheiden erottelulla on myös ratkaiseva rooli Huntingtonin taudissa ja tauopatioissa, jotka liittyvät neurofibrillaarisiin sotkuihin.

Yliopistosairaaloissa esimerkiksi Freiburgissa professori Jonas Hospin johdolla tutkitaan biomarkkereiden kehittämistä ja validointia sairauksien, kuten Alzheimerin taudin varhaiseen diagnosointiin. Nämä multimodaaliset biomarkkerit sisältävät kuvantamistekniikat, CSF- ja seerumianalyysit, jotka yhdessä mahdollistavat tarkan alatyypin määrittämisen ja hoidon ohjauksen uusien hoitomenetelmien optimoimiseksi.

Toisena tärkeänä näkökohtana korostetaan Alzheimerin taudin ja muiden muistihäiriöiden neuroimmunologisten mekanismien tutkimusta. "Freiburgin muistirekisterin" perustaminen biomarkkerien systemaattista kirjaamista varten on lupaava aloite, joka tuo myös monialaista yhteistyötä muiden klinikoiden ja laitosten kanssa.