25.11.2022
Die DFG fördert zwei neue ortsübergreifende SFB/TRR aus Mathematischer Physik und Pflanzengenetik in LMU-Regie sowie drei weitere mit maßgeblicher LMU-Beteiligung.
Die LMU hat in der jüngsten Bewilligungsrunde der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gemeinsam mit ihren Partneruniversitäten erfolgreich Förderungen für fünf große Forschungsverbünde eingeworben. Neu eingerichtet werden zwei SFB/Transregio unter der Federführung der LMU – zur mathematischen Analyse von Vielteilchen-Quantensystemen beziehungsweise der Erforschung von Interaktionen von Pflanzen und Mikroorganismen.
An zwei weiteren ortsübergreifenden Großverbünden, beide zu immunologischen Fragestellungen, sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der LMU maßgeblich beteiligt. Das fünfte in dieser Runde erfolgreiche SFB-Projekt mit LMU-Beteiligung, ebenfalls zu einer immunologischen Fragestellung, geht bereits in eine zweite Förderrunde. Die Projekte werden vom kommenden Jahr an für zunächst vier Jahre gefördert.
Professor Christian Hainzl | © Andres Chuquisengo / LMU
Im Rahmen des neuen SFB/TRR 352 erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die mathematischen Grundlagen und Gesetzmäßigkeiten von Vielteilchen-Quantensystemen. Der SFB „Mathematics of Many-Body Quantum Systems and Their Collective Phenomena“ konzentriert sich dabei auf die mathematische Analyse von Modellen aus der Physik der kondensierten Materie, in der das kollektive Verhalten wechselwirkender Bestandteile wie Teilchen oder Spins zu vielfältigen, makroskopisch beobachtbaren Phänomenen führt. Diese sind auch technologisch relevant.
Zwar sind die mathematischen Gleichungen der Quantenmodelle auf mikroskopischer Ebene gut verstanden, doch stoßen die Rechenmodelle auf makroskopischer Ebene immer noch an ihre Grenzen, also dort, wo es um kollektive Phänomene wie Magnetismus oder Supraleitung geht. Der Forschungsverbund will im Kontext dieser Phänomene nun wichtige Korrelationen in den jeweiligen Festkörpersystemen besser verstehen, damit numerische Algorithmen verbessern und diese so handhabbarer machen.
Die SFB-Teams untersuchen in zahlreichen Teilprojekten verschiedene Arten von Korrelationen und Verschränkungen in Vielteilchen-Quantensystemen aus unterschiedlichen Perspektiven. Sprecher des Verbunds ist Prof. Dr. Christian Hainzl vom Mathematischen Institut der LMU. Weiterhin sind an dem SFB/TRR auch die Technische Universität München und die Universität Tübingen beteiligt, sowie als externes Mitglied das Institute of Science and Technology Austria (Klosterneuburg) und als assoziierte Mitglieder die Universitäten Kopenhagen und Zürich.
Professor Martin Parniske | © LMU
Der Ertrag der landwirtschaftlichen Produktion und damit auch die Ernährungssicherung hängen entscheidend von der Pflanzengesundheit ab. Pflanzen interagieren mit einer Vielzahl von Mikroorganismen, die sowohl nützlich als auch schädlich sein können. Symbiontische Lebensgemeinschaften können die Nährstoffversorgung verbessern und vor Schädlingen schützen. Im Gegensatz dazu können pathogene Mikroorganismen zu massiven Schäden an der Ernte bis zu vollständigen Ertragsverlusten führen.
Der TRR 356 „Genetic diversity shaping biotic interactions of plants (PlantMicrobe)“ untersucht molekulare Mechanismen, die nützliche und schädliche Pflanzen-Mikroben-Interaktionen beeinflussen. In den beteiligten Projekten werden etwa die molekulare Kommunikation zwischen Wirtspflanze und Mikroorganismus, die zellulären Veränderungen beider Organismen während der Besiedlung der Pflanze durch Mikroorganismen, Abwehrmechanismen der Pflanzen oder Infektionsstrategien von Mikroorganismen untersucht. Infektions- und Abwehrstrategien unterliegen einer schnellen Evolution und Koevolution. Die so erzeugte genetische Vielfalt der beteiligten Akteure zu verstehen und zu nutzen steht im Zentrum des TRR356.
Dazu wollen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen die genetische Diversität verschiedener molekularer Akteure innerhalb einer Art oder über verschiedene Organismengruppen hinweg erkunden. Diese Strategie soll nicht nur potenzielle Kandidatengene identifizieren, sondern vor allem durch den Vergleich natürlicher Varianten einzelner Akteure molekulare Mechanismen mit hoher Auflösung entschlüsseln. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse sollen dann neue biotechnologische Strategien entwickelt werden, um die Pflanzenernährung über Wurzelsymbionten zu verbessern und Pflanzenkrankheiten zu bekämpfen.
Das Konzept des TRR356 sieht neben den Forschungsprojekten auch ein starkes Öffentlichkeitsprojekt vor, welches vornehmlich am Botanischen Garten München angesiedelt ist. Hierüber soll die Öffentlichkeit über Fortschritte und Erkenntnisse im Bereich der Pflanzen-Mikroben-Interaktionen und ihrer Relevanz für Ernährungssicherheit informiert werden.
Sprecher des Verbunds ist Prof. Dr. Martin Parniske, Leiter des Lehrstuhls für Genetik am Biozentrum der LMU. Weiterhin sind an dem TRR auch die Technische Universität München (TUM) und die Eberhard-Karls-Universität Tübingen als Antragsteller beteiligt, sowie einzelne Arbeitsgruppen aus dem Helmholtz Zentrum München, den Max-Planck-Instituten für Biologie (Tübingen) und für Molekulare Pflanzenphysiologie (Potsdam-Golm) sowie dem Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie in Halle.
An zwei weiteren ortsübergreifenden SFB/Transregio-Verbünden sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der LMU maßgeblich beteiligt:
Unter Federführung der Universitätsmedizin Mainz startet der Sonderforschungsbereich/Transregio (SFB/TRR) 355 „Heterogenität und funktionelle Spezialisierung regulatorischer T-Zellen in unterschiedlichen Mikromilieus“. Regulatorische T (Treg)-Zellen steuern maßgeblich die Immunantwort mit. Zudem sind sie in die funktionelle Architektur verschiedener Gewebe integriert. Trotz einiger Gemeinsamkeiten weisen Treg-Zellen abhängig von ihrer Funktion auch wesentliche Unterschiede auf. Der SFB erforscht diese Heterogenität der Treg-Zellen und ihren Einfluss auf immunologische und gewebespezifische Erkrankungen. Das Ziel ist es, Treg-Zellen für die Entwicklung maßgeschneiderter Immuntherapien einsetzen zu können.
Die Sprecherschaft des SFB/TRR 355 liegt bei der Universität Mainz. Beteiligt sind auch die TUM und die LMU. Co-Sprecherin des Verbundes von Seiten der LMU ist Prof. Dr. Carolin Daniel von der Abteilung für Klinische Pharmakologie des LMU Klinikums.
Die Geburt bedeutet nicht zuletzt für das Immunsystem des Neugeborenen drastische Veränderungen: Es ist plötzlich Umwelteinflüssen ausgesetzt, es muss lernen, mit der mikrobiellen Besiedlung von Darm und anderen Organen und dem gleichzeitigen Beginn der eigenständigen Nahrungsaufnahme sowie der einsetzenden Atemtätigkeit klarzukommen. Zuvor entwickelt sich das Immunsystem geschützt im Mutterleib. Doch was geschieht in der perinatalen Phase rund um die Geburt? Wie läuft seine Anpassung und die Vorbereitung auf die Welt draußen an? Wie differenzieren sich die Zellen der komplexen Körperabwehr aus? Ein bislang weitgehend unbeackertes Forschungsfeld.
Der neue SFB/Transregio 359 „Perinatal Development of Immune Cell Topology (PILOT)” soll die Mechanismen, die für die perinatale Differenzierung von Immunzellen und des zellulären Umfeldes entscheidend sind, grundlegend aufklären. Die Sprecherschaft des SFB liegt bei der Universität Freiburg, die LMU ist an dem Verbund maßgeblich beteiligt; Co-Sprecher ist Prof. Dr. Markus Sperandio aus dem Institut für Kardiovaskuläre Physiologie und Pathophysiologie am Biomedizinischen Zentrum der LMU.
Mechanismen zur Erkennung und Eliminierung fremden Erbguts stehen im Fokus des SFB/Transregio 237 „Nucleic Acid Immunity“. Bestimmte Rezeptoren des Immunsystems können fremde Nukleinsäuren von körpereigenen unterscheiden und tragen dadurch entscheidend zur Abwehr von Krankheitserregern bei. Im Rahmen des SFB/Transregio wollen die Wissenschaftler die molekularen Mechanismen der Nukleinsäure-Immunität aufklären und untersuchen, auf welche Weise Störungen zur Entstehung von Krankheiten – beispielsweise chronischen Infektionen und Autoimmunkrankheiten – beitragen. Die Ergebnisse sollen auch die Entwicklung neuer, gezielter Therapien und therapeutischer Impfstoffe ermöglichen.
Der SFB/Transregio wird bereits seit 2018 von der DFG gefördert und geht jetzt in eine zweite Förderphase. Sprecher ist Prof. Dr. Veit Hornung vom Genzentrum der LMU. Beteiligt sind außerdem die Technische Universität Dresden und die Universität Bonn.