Neues Emerging Fields Projekt

Das Institute of Science and Technology Austria (ISTA) ist Teil eines neuen Forschungsprojekts, das vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF im Rahmen der Exzellenzinitiative excellent=austria mit 5,1 Millionen Euro gefördert wird. Das Projekt „Germline Illuminated by Cellular Structural Biology“ erforscht die Biologie der Keimbahn, also der Zellen, aus denen Eizellen und Spermien hervorgehen. Die Šarić Gruppe des ISTA wird dabei eine zentrale Rolle spielen, indem sie ihre Expertise in der computergestützten Modellierung einbringt, um die Mechanismen der genetischen Informationsübertragung besser zu verstehen.

Im Rahmen der Exzellenzinitiative excellent=austria fördert der Österreichische Wissenschaftsfond FWF sechs weitere Emerging-Fields-Konsortien mit rund 35 Millionen Euro. Mit ihren neuartigen Ansätzen konnten die Projekte die internationale FWF-Jury überzeugen, sie sollen Forschungsfelder mit großem Innovationspotenzial erschließen. Durch die heute verkündigten sechs neuen Konsortien erhöht sich die Gesamtzahl der Emerging Fields auf elf. In jedem Konsortium arbeiten Teams von bis zu 30 Wissenschafter:innen über einen Zeitraum von fünf Jahren zusammen. Sie leisten wissenschaftliche, hochinnovative Pionier:innenarbeit, die Disziplinengrenzen überwindet. An einem der neuen „Fields“ ist auch das Institute of Science and Technology Austria (ISTA) in Klosterneuburg beteiligt.

GEMINI: Die Unsterblichkeit der Keimbahn verstehen

Jeder Mensch entsteht aus der Verschmelzung einer Eizelle mit einem Spermium. Diese einzigartigen Zellen stammen aus der Keimbahn – einer Gruppe von Zellen, die den Bauplan des Lebens in sich tragen und ihn in einer ununterbrochenen Verbindung zwischen den Generationen weitergeben. Das Emerging Field „Germline Illuminated by Cellular Structural Biology“ (GEMINI) – gefördert mit 5,1 Millionen Euro – hat sich zum Ziel gesetzt, ein grundlegendes Rätsel zu lösen: Wie schützen, verpacken und übertragen diese Zellen die genetische Information? Durch die Kombination revolutionärer hochauflösender Bildgebungstechnologien mit Computersimulationen wird das Team einen Blick in das Innere dieser Zellen werfen, um nicht nur die Biologie der Keimbahn zu beobachten, sondern auch ihre faszinierende, noch wenig erforschte Biologie zu verstehen.

Das Team wird untersuchen, wie Keimzellen „genetische Parasiten” abwehren, wie DNA in Spermien verpackt wird und wie Spermien und Eizellen verschmelzen, um neues Leben zu schaffen. Durch die Untersuchung dieser Prozesse in Fruchtfliegen, Zebrafischen und Mäusen wird GEMINI zum Verständnis von Fruchtbarkeit und Vererbung und damit dem Ursprung des Lebens selbst beitragen.

„Die Keimbahn enthält die wichtigsten Zellen unseres Körpers: Ohne sie wären wir alle nicht hier und unsere gesamte Spezies würde nicht existieren. GEMINI wird Licht auf die faszinierende Biologie werfen, die sich in diesen einzigartigen Zellen verbirgt. Damit wird es als Vorbild für das aufstrebende Gebiet der „Integrierten Zellbiologie 2.0“ dienen – wie die gegenseitige Befruchtung von Biologie und Technologie unser Verständnis grundlegender Fragen der Biologie verändern und gleichzeitig die Technologie voranbringen kann“, so IMP-Professorin Andrea Pauli, die das Projekt als Koordinatorin verantwortet. Neben dem IMP (Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie) und dem IMBA (Institut für Molekulare Biotechnologie) der ÖAW ist an dem Projekt auch das Institute of Science and Technology Austria (ISTA) beteiligt.

ISTA bringt Expertise in computergestützter Modellierung ein

Seitens des ISTA ist die Forschungsgruppe „Computergestützte Physik weicher und lebender Materie“ von Professor Anđela Šarić Projektpartner und Teil des GEMINI-Konsortiums. Saric und ihre Gruppe werden in das Projekt ihr Fachwissen im Bereich der computergestützten Modellierung einbringen. Das nutzen sie konkret, um besser zu verstehen, wie das dichte Packen des genetischen Materials in Spermien funktioniert, und wie die anschließende Verschmelzung von Spermium und Eizelle genau abläuft, die schlussendlich menschliches Leben ermöglicht.

Zusätzlich als Kooperationspartner das GEMINI-Team unterstützen wird ISTA-Professor Florian Praetorius – konkret durch die Entwicklung synthetischer Proteine, und damit die experimentellen Möglichkeiten insbesondere bei Arten erweitern, die sich nicht für genetische Manipulationen eignen.

Eine Übersicht aller Emerging Fields bietet eine Online-Landkarte unter excellentaustria.fwf.ac.at.