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100 Prozent Erfolg

Zwei Exzellenzcluster für die Universität Freiburg: biologische Signalforschung und bioinspirierte Materialforschung. Starker Schub für die Spitzenforschung in Freiburg: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Albert-Ludwigs-Universität haben im laufenden Wettbewerb der Exzellenzstrategie zwei Exzellenzcluster, CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies und livMatS – Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems, eingeworben.

Damit waren beide Vollanträge erfolgreich, und in den kommenden sieben Jahren fließen insgesamt bis zu 100 Millionen Euro in die biologische Signalforschung und in die bioinspirierte Materialforschung, die zu den Profilfeldern der Universität Freiburg zählen. Förderbeginn für die neuen Exzellenzcluster ist der 1. Januar 2019.

„Ich bin begeistert und gratuliere unseren exzellenten Forscherinnen und Forschern, die mit ihrem außerordentlichen Engagement in den vergangenen Monaten unsere neuen Cluster gemeinsam ermöglicht haben“, sagt Prof. Dr. Hans-Jochen Schiewer, Rektor der Universität Freiburg. „Ebenso gilt mein Dank allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in der universitären Verwaltung, die unsere Cluster-Teams so großartig unterstützt haben. Dieser Erfolg ist ihr aller Verdienst und beweist, was möglich ist, wenn wir getreu unserem Motto ‚Connecting Creative Minds‘ über die Grenzen wissenschaftlicher Disziplinen hinweg zusammenarbeiten und neue Ideen entwickeln. Ich bin mir sicher, dass die beiden Cluster ihr vielversprechendes Forschungsprogramm in den kommenden Jahren mit ebenso viel Kreativität und Leidenschaft umsetzen und dadurch wegweisende Erkenntnisse und Innovationen hervorbringen werden.“

Mit diesem Ergebnis hat Freiburg außerdem die Voraussetzung erfüllt, um sich in der zweiten Förderlinie des Wettbewerbs als Exzellenzuniversität zu bewerben. Den entsprechenden Antrag muss sie bis zum 10. Dezember 2018 einreichen. Die Entscheidung über die künftigen Exzellenzuniversitäten wird am 19. Juli 2019 fallen. „Unsere neuen Cluster haben vorgelegt und der Universität Freiburg einen 100-Prozent-Erfolg in der ersten Förderlinie beschert. Wir freuen uns über dieses optimale Ergebnis, das uns zugleich anspornt, den zweiten Schritt folgen zu lassen. Wir sind zuversichtlich, dass wir im Wettbewerb um den Titel der Exzellenzuniversität ebenfalls gut im Rennen liegen“, sagt Schiewer. Rankings wie der im Juli 2018 veröffentlichte Förderatlas der Deutschen Forschungsgemeinschaft belegen die Forschungsstärke der Universität Freiburg: Diesem zufolge ist sie in Relation zur Zahl ihrer Professuren und ihrem Fächerspektrum mit großem Abstand die bewilligungsstärkste Universität in Deutschland.

Statements zur Clusterentscheidung

Prof. Dr. Wilfried Weber, CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies:

„Wir sind voller Begeisterung, dass wir nun die Möglichkeit haben, unsere Kreativität in die Tat umzusetzen. Mit der Bewilligung von CIBSS ernten wir heute die Früchte einer langfristigen strategischen Planung der Universität und des Max-Planck-Instituts für Immunbiologie und Epigenetik. Durch die Berufung von Kolleginnen und Kollegen in komplementären, zukunftsweisenden Forschungsfeldern sowie durch den systematischen Aufbau einer hervorragenden Forschungsinfrastruktur haben wir exzellente Startbedingungen, um ein umfassendes, integratives Verständnis von biologischen Kommunikationsprozessen zu gewinnen. Wir brennen nun darauf, gemeinsam dieses Neuland zu betreten und darauf basierend innovative Lösungen für drängende Herausforderungen in der Medizin und in der nachhaltigen Produktion von Nutzpflanzen zu entwickeln.“

Prof. Dr. Jürgen Rühe, livMatS – Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems:

„Wir freuen uns sehr, dass unser Konzept livMatS als Exzellenzcluster ausgewählt wurde und dass wir jetzt unsere Vision von vollständig neuartigen Materialsystemen realisieren können. Wir werden jetzt mit Volldampf daran arbeiten, Materialsysteme zu entwickeln, die ihre Eigenschaften wie Lebewesen an ihre jeweilige Umwelt anpassen und dazu saubere Energie verwenden, die sie selbst aus der Umgebung ernten. In unserem Team werden wir Natur-, Geistes- und Ingenieurwissenschaften zu hochgradig innovativer Forschung zusammenbringen und den Schwerpunkt der Materialforschung in Freiburg weiter ausbauen.“

Prof. Dr. Gunther Neuhaus, Prorektor für Forschung:

„Der Erfolg unserer Exzellenzcluster ist ein weiterer Beleg dafür, dass die biologische Signalforschung und die bioinspirierte Materialforschung der Universität Freiburg bundesweit und international eine herausragende Position einnehmen. Mein Dank gilt beiden Cluster-Teams und den sie unterstützenden Verwaltungsmitarbeiterinnen und -mitarbeitern. Mit allen haben wir in den vergangenen Monaten intensiv zusammengearbeitet. Ich freue mich außerordentlich, dass wir nun unsere gemeinsamen Ziele erreicht haben – ein großartiger Tag für alle Beteiligten und für die gesamte Universität.“

CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies

Die biologische Signalforschung untersucht die für Leben und Gesundheit grundlegenden Kommunikationsprozesse: Sie erforscht, wie Zellen miteinander kommunizieren und auf vielfältige Einflüsse ihrer Umgebung reagieren, um einen gesunden Organismus zu bilden und zu erhalten – ob Mensch, Tier oder Pflanze. Während das Wissen über viele unterschiedliche Signalprozesse in den vergangenen Jahren stark zugenommen hat, ist noch weitgehend unklar, wie die unterschiedlichen Signalprozesse miteinander koordiniert werden und wie diese in wechselseitiger Verbindung mit weiteren wichtigen biologischen Prozessen wie zum Beispiel dem Stoffwechsel stehen.

Das Ziel des Exzellenzclusters CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies ist es, ein übergeordnetes, integratives Verständnis der biologischen Signalprozesse zu gewinnen. CIBSS wird das Zusammenspiel der verschiedenen Signalprozesse skalenübergreifend erforschen, von der molekularen Ebene bis hin zu Organen und Organismen. Ein wichtiges Element für ein integratives Verständnis ist die Erforschung, wie sich Signalprozesse und Stoffwechsel wechselseitig beeinflussen. CIBSS wird in diesem so genannten Metabolic Signalling eine Pionierrolle einnehmen.

Basierend auf diesem umfassenden Verständnis wird CIBSS mit Methoden der synthetischen und chemischen Biologie maßgeschneiderte molekulare Werkzeuge entwickeln, um Signalprozesse präzise zu steuern. Dadurch wird CIBSS innovative Strategien zur Adressierung wichtiger Herausforderungen entwickeln – von der Behandlung von Krebs mittels Immuntherapien bis hin zur Entwicklung von Strategien für das nachhaltige und ressourcenschonende Wachstum von Nutzpflanzen.

Der Erfolg von CIBSS basiert auf der starken Tradition der Freiburger Signalforschung, die aktuell in mehreren Sonderforschungsbereichen sowie dem Exzellenzcluster BIOSS gefördert wird. Basierend auf diesen Forschungsverbünden, der modernen Forschungsinfrastruktur und einem innovativen Forschungsprogramm wird CIBSS Freiburg als eine internationale Drehscheibe der integrativen Signalforschung etablieren.

Mit Blick in die Zukunft setzt CIBSS Strategien zur Unterstützung der nächsten Generation von Signalforscherinnen und Signalforschern sowie der grenzüberschreitenden wissenschaftlichen Zusammenarbeit um. Die internationale Kooperation soll im neuen trinationalen Netzwerk und im Freiburg Research Collaboration Program (FRESCO) erfolgen. CIBSS wird außerdem ein zentrales Mitglied im Freiburg Network on Ethical, Legal and Social Aspects of Science and Technology (FELSA) sein, das als neue, universitätsweite Plattform für interdisziplinäre Forschung und den offenen Dialog zu den weitreichenden Auswirkungen von Forschung und Technologie dienen wird.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Freiburg, des Universitätsklinikums und des Max-Planck-Instituts für Immunbiologie und Epigenetik haben den CIBSS-Forschungsantrag gemeinsam entwickelt. Prof. Dr. Wilfried Weber (Fakultät für Biologie, Synthetische Biologie), Prof. Dr. Carola Hunte (Fakultät für Medizin, Biochemie-Strukturbiologie) und Prof. Dr. Wolfgang Driever (Fakultät für Biologie, Entwicklungsbiologie) bilden das interdisziplinäre Sprecherteam.

livMatS – Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems

Der Cluster Lebende, adaptive und energieautonome Materialsysteme (livMatS) entwickelt bioinspirierte Materialsysteme, die sich autonom an unterschiedliche Umgebungen anpassen und saubere Energie aus ihrer Umgebung ernten.

Die heutigen Materialien haben Eigenschaften, die ihnen bei ihrer Herstellung mitgegeben wurden und die sich im Verlauf der Zeit nicht verändern. Zum Beispiel haben sie eine bestimmte Festigkeit, Härte, Transparenz oder Leitfähigkeit, die sich, bis auf unvermeidliches Altern, während der Lebensdauer des Materials kaum ändert. Dies ermöglicht den Gebrauch solcher Materialien im Alltag, aber auch unter extremen Bedingungen, die für Lebewesen lebensfeindlich sind, zum Beispiel in der Tiefsee, in der Wüste und sogar im Weltraum. Im Gegensatz dazu sind alle Lebewesen von einfachen Zellen bis hin zu ganzen Organismen ganz und gar nicht statisch, sondern passen sich stets an die Umgebung an. Schlüssel zum Überleben aller Lebewesen ist eine größtmögliche Anpassungsfähigkeit an eine indifferente, manchmal feindliche Umwelt. Die Fähigkeit, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen, hat jedoch ihren Preis: Anpassung an die Umwelt kostet Energie, die durch Nahrung oder Sonnenlicht bereitgestellt werden muss.

Die Vision von livMatS ist es, das Beste aus beiden Welten, der Welt der Natur und der Welt der Technik, zu vereinigen. Die vom livMatS-Cluster entwickelten Materialsysteme werden ihre Eigenschaften an Veränderungen der Umwelt anpassen und die benötigte Energie aus dieser Umgebung „ernten“. Solche lebensähnliche Eigenschaften werden nicht von einem einzigen „Wundermaterial“ generiert werden, sondern sich nur als komplexe Systeme realisieren lassen.

Auch wenn livMatS weitgehend auf Grundlagenforschung ausgerichtet ist, gibt es für diese Systeme zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Beispiele hierfür sind Helme, Rückenprotektoren oder Prothesen, die sich automatisch und batterielos – etwa durch Ausnutzung von Körperwärme – an die Trägerin oder den Träger anpassen können, Verpackungsmaterialien, die sich automatisch bei Belastung verstärken, oder Gebäudefassaden, die Temperaturunterschiede ausgleichen und beispielsweise eine Überhitzung verhindern.

Um diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen, hat livMatS in einem interdisziplinären Team Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus sechs Fakultäten zusammengebracht. Dieses Team baut auf den etablierten Forschungsschwerpunkten der Universität Freiburg in den Bereichen Energieforschung, Polymerwissenschaft, Biomimetik und Mikrosystemtechnik auf und verbindet sie mit Nachhaltigkeitsforschung, Verhaltenswissenschaften und Philosophie. livMatS fußt auf dem Freiburger Zentrum für interaktive Werkstoffe und bioinspirierte Technologien (FIT) und stärkt die strategische Allianz der Universität mit den Freiburger Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft. Der Cluster wird durch das interdisziplinäre Sprecherteam, bestehend aus Prof. Dr. Jürgen Rühe (Technische Fakultät, Sprecher), Prof. Dr. Anna Fischer (Fakultät für Chemie und Pharmazie, Vizesprecherin), und Prof. Dr. Thomas Speck (Fakultät für Biologie, Vizesprecher) vertreten.

Glossar

  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Für den Begriff Organismus gibt es zwei Definitionen: a) Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren und selbstständig, d. h. ohne fremde Hilfe, zu existieren (Mikroorganismen, Pilze, Pflanzen, Tiere einschließlich Mensch). b) Legaldefinition aus dem Gentechnikgesetz: „Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren oder genetisches Material zu übertragen.“ Diese Definition erfasst auch Viren und Viroide. Folglich fallen gentechnische Arbeiten mit diesen Partikeln unter die Bestimmungen des Gentechnikgesetzes.
  • Eine Sonde im molecularbiologischen Sinn ist ein Stück markierte RNA oder DNA, die mit einer gesuchten Sequenz binden (hybridisieren) kann.
  • Eine Immuntherapie ist eine Behandlungsform von Krankheiten, bei der das Immunsystem einbezogen und ausgenutzt wird. Immuntherapeutische Verfahren werden unter anderem für die Behandlung von Allergien, Krebs, Infektions- und Autoimmunkrankheiten eingesetzt.
  • Biochemie ist die Lehre von den chemischen Vorgängen in Lebewesen und liegt damit im Grenzbereich zwischen Chemie, Biologie und Physiologie.
  • Ein Polymer ist eine aus gleichartigen Einheiten aufgebaute kettenartige oder verzweigte chemische Verbindung. Die meisten Kunststoffe sind Polymere auf Kohlenstoffbasis.
  • Die Epigenetik beschäftigt sich mit den vererbbare Veränderungen in der Genexpression, die nicht auf Abweichungen in der Sequenz der DNA zurückzuführen sind.
  • Das Kunstwort Bionik ist ein Konstrukt aus den Begriffen Biologie und Technik. International wird eher der Ausdruck Biomimetik verwendet, der sich von den englischen Wörtern biology (Biologie) und mimesis (Nachahmung) ableitet. Ziel dieses interdisziplinären Wissenschaftszweiges ist die Umsetzung von Erkenntnissen aus der biologischen Forschung in innovative technische Anwendungen.
  • Die Mikrosystemtechnik basiert auf technischen (Sub-)Systemen, deren funktionsbestimmende Strukturen Maße im Mikrometerbereich aufweisen (ein Mikrometer entspricht einem Tausendstel Millimeter).
  • In einem Cluster arbeiten Unternehmen – die auch miteinander in Wettbewerb stehen können – mit weiteren Partnern aus Forschung, Wissenschaft und Verbänden in einem Wirtschaftsraum zielbezogen zusammen, um gemeinsam einen höheren Gesamtnutzen zu erzielen. Die Kombination von inhaltlicher und räumlicher Nähe der verschiedenen Akteure entlang der Wertschöpfungskette eröffnet die Möglichkeit, Innovationsprozesse zu implementieren.
Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/pm/100-prozent-erfolg/