Wie stimmen 30 Billionen Zellen ihre Entwicklung und Funktion aufeinander ab, um gemeinsam einen gesunden menschlichen Organismus zu bilden und zu erhalten? Wie wird diese biologische Kommunikation durch weitere Faktoren wie zum Beispiel Stoffwechsel beeinflusst? Wie kann man dieses Wissen einsetzen, um eine fehlgeleitete biologische Kommunikation, die Krankheiten verursacht, zu korrigieren?

Freiburger Forscherinnen und Forscher haben einen weltweit einzigartigen Roboter (siehe links im Hintergrund) entwickelt, mit dem über Lichtimpulse biologische Kommunikationssignale hochpräzise und reproduzierbar gesteuert werden können. © Jürgen Gocke

Zur Beantwortung dieser Fragen haben sich 64 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu CIBSS, dem Centre for Integrative Biological Signalling Studies, zusammengeschlossen, mit dem Ziel, diese biologische Kommunikation auf allen Ebenen umfassend zu verstehen: von einzelnen Molekülen bis hin zum gesamten Organismus, von biochemischen Reaktionen, die in Mikrosekunden ablaufen, bis hin zu biologischen Signalen, die eine Lebensspanne andauern, von den Kommunikationsprozessen in einfachen, einzelligen Pilzen bis hin zu denen in Pflanzen, Tieren und Menschen.

CIBSS macht biologische Kommunikation sichtbar: Die unterschiedlichen Farben zeigen an, welche Kommunikationssignale in den verschiedenen Zellen gerade aktiv sind. © CIBSS
Freiburger Forscherinnen und Forscher haben einen weltweit einzigartigen Roboter entwickelt, mit dem über Lichtimpulse biologische Kommunikationssignale hochpräzise und reproduzierbar gesteuert werden können. © Jürgen Gocke

Doch CIBSS-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler wollen nicht nur die biologische Kommunikation verstehen, sie wollen auch mitreden: Um Kommunikationssignale zu korrigieren oder für bestimmte Anwendungen zu optimieren, werden sie daher neue Präzisionstechnologien aus der synthetischen und chemischen Biologie entwickeln. "Ein Ziel von CIBSS ist es, die Verarbeitung von Signalen in Immunzellen so zu optimieren, dass Krebszellen oder andere Krankheitsursachen effizienter bekämpft werden können", sagt Prof. Dr. Wilfried Weber, Mitglied des CIBSS- Sprecherteams. "Zudem möchten wir die Kommunikation von Pflanzenwurzeln mit ihrer Umgebung verstehen und anschließend so steuern, dass Pflanzen widerstandsfähiger gegen die Folgen des Klimawandels werden und weniger Dünger benötigen."

CIBSS befasst sich nicht nur wissenschaftlich mit biologischen Kommunikationsprozessen: Der Cluster möchte darüber auch einen offenen Dialog mit der Gesellschaft führen.

Ein besonderes Anliegen ist es, die nächste Generation an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern für die biologische Signalforschung zu begeistern. Hierzu lädt CIBSS regelmäßig Lehrerinnen und Lehrer zu Fortbildungen ein und entwickelt Experimente für Schulen, um die Schülerinnen und Schüler mit aktueller Forschung vertraut zu machen.


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