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Forschungsgruppen

Am IMBA forschen momentan 15 Forschungsgruppen an den molekularen Grundlagen des Lebens und der Entstehung von Krankheiten in den unterschiedlichsten Bereichen. Erkenntnisse aus den einzelnen Forschungsgebieten schaffen einerseits fundamentales Wissen über bisher unerforschte Mechanismen der Biologie, tragen die Entwicklung neuer Technologien für Industrie und Wirtschaft mit und schaffen die Basis für neue Behandlungsmöglichkeiten in der Zukunft.

Stefan Ameres

Die Aktivität der Gene verstehen

Stefan Ameres und sein Team verschaffen sich am IMBA dank modernster Technologien einen bis dato nicht möglichen Einblick in die Aktivitäten der Gene. Bisher konnten nur Momentaufnahmen der Genaktivität gemacht werden. Mit der revolutionären Methode „SLAMseq“, die im Labor von Stefan Ameres entwickelt wurde, können die Forschern nun messen, welche Gene wann und wie lange in einer Zelle aktiv sind.  

Stefan Ameres ist gebürtiger Münchner und studierte zunächst Mikrobiologie in Erlangen, bevor er sich im Rahmen seiner Doktorarbeit in Wien der RNA-Biologie verschrieb. Anschließend forschte er in den USA an der University of Massachusetts Medical School. Seit 2012 ist Stefan Ameres Gruppenleiter am IMBA, wo er mit seinem Team die Funktionen von RNAs erforscht. Neben zahlreichen Auszeichnungen und renommierten Forschungsförderungen ist Stefan Ameres auch Träger des Houskapreises 2018 der B&C Privatstiftung.

Julius Brennecke

Wie sich unser Erbgut vor DNA-Parasiten schützt

Julius Brennecke beschäftigt sich mit den erstaunlichen Abwehrstrategien, die Zellen einsetzen, um ihr Erbgut, die DNA, vor Genomparasiten (sogenannten „Transposons“ oder „springenden Genen“) zu schützen. Das Erbgut des Menschen besteht fast zur Hälfte aus diesen, auf den ersten Blick schädlichen, Genen.  Die Erkenntnisse der Forscher geben Aufschluss über die Evolution wichtiger Signalwege in unseren Zellen und können auch wesentlich dazu beitragen, komplexe Erkrankungen wie Krebs besser zu verstehen.

Julius Brennecke studierte Biologie an der Universität Heidelberg und promovierte am renommierten Europäischen Molekularbiologie Labor (EMBL). Anschließend forschte er an den Cold Spring Harbor Laboratories in den USA. 2009 wechselte Julius Brennecke ans IMBA, wo er 2014 zum Senior Scientist ernannt wurde.

Alejandro Burga

Von der Evolution lernen

Alejandro Burga erforscht evolutionäre Mechanismen, die das Erbgut beeinflussen und bei der Artenbildung und Krankheitsentstehung eine Rolle spielen. Dabei versucht er, die Evolution auf einer molekularen Ebene zu verstehen: Im Fokus des Forschers stehen bestimmte egoistische Gen-Paare, sogenannte Toxin-Antidote Elemente. Fehlt das Antidote, also das Gegengift, wird das Toxin aktiv – in diesem Fall ein Protein, das ohne die Aktivität des Gegengifts zu bestimmten Fehlfunktionen im Körper führen kann. 

Alejandro Burga ist in Lima, Peru, geboren und aufgewachsen. Er studierte Biochemie an der Päpstlichen Katholischen Universität in Santiago, Chile. Anschließend zog er für seine Doktorarbeit nach Europa, wo er am Center for Genomic Regulation in Barcelona forschte. Sein Postdoktorandenprogramm absolvierte Alejandro Burga an der University of California, Los Angeles, wo er sich unter anderem mit den molekularbiologischen Ursachen der Artenbildung befasste und nachweisen konnte, wie es zur Flugunfähigkeit des bekannten Galapagos Kormorans kam.

Ulrich Elling

Ein Archiv der Mutationen

Die Forschungsgruppe um Ulrich Elling kombiniert Stammzellforschung mit Technologie-Entwicklung. 2011 erfand Elling eine revolutionäre Technik zur Herstellung haploider Stammzellen (Zellen mit nur einem Chromosomensatz) und legte so die Basis für „Haplobank“ – ein Stammzell-Archiv der Gen-Mutationen für die biologische Grundlagenforschung, mit großem Potenzial für die Entwicklung und das Testen von Medikamenten. Über Lizenzverträge wird das Archiv bereits von mehreren Unternehmen weltweit im pharmazeutischen und Biotechnologie-Bereich genützt. 

Ein weiterer Höhepunkt in Ellings Laufbahn war die Entschlüsselung des Wirkungsmechanismus der Biowaffe Rizin. 

Ulrich Elling stammt aus Süddeutschland und hat Liechtensteiner Wurzeln. Nach einem Biologiestudium an der Universität Regensburg forschte er anschließend am renommierten EMBL in Heidelberg, bevor er sich 2006 als Postdoktorand dem Team von Josef Penninger am IMBA anschloss. Seit 2014 leitet er hier seine eigene Forschungsgruppe.

Daniel Gerlich

Die Mechanik des Erbguts

Daniel Gerlich forscht mit seinem Team an der Zellteilung und den mechanischen Eigenschaften des Erbguts. Wie wird die Erbmasse während der Zellteilung zu Chromosomen verdichtet? Wie verteilen sich diese dann richtig auf die zwei Tochterzellen? Welche Proteine regulieren diesen Prozess? Um die dynamischen Vorgänge während der Zellteilung zu analysieren, haben die Forscher Mikroskope automatisiert und wenden innovative Methoden wie „Deep Machine Learning“ an, bei denen der Computer Regeln für die Unterscheidung von Zellmorphologien erlernt.

Nach seinem Studium der Biologie an der Universität Freiburg forschte Daniel Gerlich am Deutschen Krebsforschungsinstitut (DKFZ) und am Europäischen Molekularbiologie Labor (EMBL) in Heidelberg. Danach war er Gruppenleiter an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich (ETHZ). 2012 wechselte Daniel Gerlich als Senior Scientist ans IMBA.

Anton Goloborodko

Das virtuelle Genom

Anton Goloborodko und sein Team haben die dreidimensionale Struktur unseres Erbguts (DNA) im Visier. Die WissenschaftlerInnen modellieren am Computer, wie Zellen ihr Genom während der Zellteilung präzise verpacken und auf die beiden Tochterzellen aufteilen. Im ersten "Trockenlabor" am IMBA werden keine klassichen Experimente gemacht. Vielmehr stützt sich Anton Goloborodko auf Methoden der Physik und Informatik, um grundlegende Fragen der Genombiologie zu beantworten, die sich aus der Struktur der dicht gepackten, einzigartig organisierten Chromosomen ergeben. 

Anton Goloborodko wuchs in Russland auf und studierte am renommierten Moskauer Institut für Physik und Technologie die Fächer angewandte Mathematik und chemische Physik. Während seines Forschungsaufenthaltes am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA kombinierte Anton Goloborodko Physik, Biologie mit Computing und erstellte faszinierende 3D-Modelle des Genoms. Seit 2019 ist er Gruppenleiter am IMBA.

Sofia Grade

Selbstheilung des Gehirns nach Krankheit oder Verletzung

Sofia Grade erforscht mit ihrem Team, wie verschiedene Gehirnzellen auf Verletzungen oder Krankheiten reagieren und wie sich daraus neue therapeutische Ansätze erschließen können. Dabei untersuchte sie verschiedene Krankheitsmodelle, wie Epilepsie, Schlaganfall, Multiple Sklerose oder Hirntrauma. Damit bewegt sie sich in einem Gebiet der modernen biomedizinischen Grundlagenforschung mit großem klinischem Potenzial. 

Die gebürtige Portugiesin studierte zunächst Biologie in der zentral-portugiesischen Stadt Coimbra, an einer der ältesten Universitäten Europas. Nach Forschungsaufenthalten an der Laval University in Quebec, Kanada, und der University of Southern California, Los Angeles, USA, forschte sie im Anschluss an der Ludwig-Maximilians-Universität München und am Helmholtz-Zentrum München, bevor sie 2020 am IMBA ihre eigene Forschungsgruppe startete.

Jürgen Knoblich

Gehirnerkrankungen modellieren und erforschen

Jürgen Knoblich gehört zu den Pionieren der Stammzellforschung. 2013 gelang es ihm und seinem Team, die weltweit ersten Gehirn-Organoide aus menschlichen Stammzellen zu entwickeln. Damit sorgten die ForscherInnen für internationales Aufsehen und läuteten eine neue Ära der Gehirnforschung ein. Am IMBA arbeitet man seitdem intensiv an einer Reihe von Krankheiten, wie Epilepsie, Schizophrenie, Autismus, Suchtverhalten, Gehirntumoren, u.a. Aber auch die gesunde Gehirnentwicklung wird an den Organoiden genau untersucht, um die viele offenen Fragen rund um dieses komplexeste unserer Organe zu klären.

Jürgen Knoblich stammt aus Süddeutschland. Er studierte Biochemie an der Universität Tübingen, Molekularbiologie am University College London und wechselte 1989 an das Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie Tübingen, wo er im Labor von Nobelpreisträgerin Christiane Nüsslein-Volhard forschte. Von 1994 bis 1997 war er Post-Doktorand an der University of California, San Francisco. Nach Europa zurückgekehrt, arbeitete er am Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien, bevor er 2005 ans IMBA wechselte. 2018 übernahm Jürgen Knoblich hier die wissenschaftliche Direktion. Er erhielt zahlreiche Preise, darunter den Wittgenstein Preis der Österreichischen Bundesregierung sowie eine Vielzahl hochdotierter Förderungen, darunter gleich zwei der renommierten Advanced Research Grants des European Research Council (ERC).

Bon-Kyoung Koo

Zellerneuerung und Krebsentstehung

Die Forschungsgruppe um Bon-Kyoung Koo beschäftigt sich mit den Mechanismen der Zellerneuerung unserer Organe. Viele unserer Organe, wie etwa Magen oder Darm, müssen stetig Zellen erneuern, um funktionsfähig zu bleiben. Sogenannte adulte Stammzellen machen dies möglich. Diese körpereigene Regeneration wird durch komplexe molekulare Signale streng kontrolliert. Koo erforscht mit seinem Team, wie sich Zellen des Darms bilden und bei Verletzungen stetig erneuern. Seine Forschung ist gerade hinsichtlich der Krebsentstehung von Magen- und Darmkrebs sehr relevant.

Bon-Kyoung Koo wurde in Südkorea geboren, wo er an der renommierten University of Science and Technology und der Seoul National University seine akademischen Abschlüsse erwarb. Danach forschte er am Hubrecht Institut in den Niederlanden an adulten Stammzellen und Organoiden. Er erhielt eine Reihe von Forschungsstipendien und Förderungen u.a. des Wellcome Trust, CRUK, sowie des Europäischen Forschungsrats (ERC). 2019 kam er als Gruppenleiter ans IMBA, um seine Forschung an adulten Stammzellen zu vertiefen.

Sasha Mendjan

Herzerkrankungen an Organoiden erforschen

Sasha Mendjan studiert mit seiner Forschungsgruppe die biologische Entwicklung des Herzens. Es ist das am aufwendigsten konstruierte Organ des menschlichen Körpers. Sein langfristiges Ziel ist, ein Herz-Modell aus Stammzellen im Labor zu züchten, um neue Einblicke in Herzentwicklung und Herzerkrankungen zu gewinnen. Immerhin sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen die häufigste Todesursache in der westlichen Welt und somit ein drängendes medizinisches Problem. Forschung an Herz-Organoide hilft, die Regeneration des Herzens zu verstehen, neue Therapiemöglichkeiten auszuloten und Medikamente spezifisch testen zu können.

Sasha Mendjan wurde in Belgrad geboren und wuchs in Deutschland auf. Er studierte Biologie an der Ludwig-Maximilians-Universität in München und promovierte anschließend am renommierten EMBL in Heidelberg. Nach anschließender Forschungstätigkeit an der University of Cambridge in England, wo er intensiv an humanen Stammzellen forschte, kam er 2014 als Forschungsgruppenleiter ans IMBA.

Josef Penninger

Krankheiten und die Funktion der Gene

Das Team von Josef Penninger widmet sich der gezielten Erforschung von Krankheiten, die durch Mutationen in Genen entstehen. Im Laufe der letzten Jahre gelangen den WissenschaftlerInnen einige bahnbrechende Entdeckungen: So konnten wesentliche Grundlagen für die Entstehung von Osteoporose, Brustkrebs und dessen Metastasierung aufgeklärt werden. 2018 erregte das Team wieder internationales Aufsehen, als es gelang, die weltweit ersten Blutgefäße aus menschlichen Stammzellen herzustellen. Mit diesem Modell können Diabetes und andere Gefäßerkrankungen noch gezielter erforscht und Medikamente getestet werden.

Josef Penninger studierte Medizin in Innsbruck, bevor er ans Amgen Research Institute, Toronto, Kanada ging. 2002 wurde er zum wissenschaftlichen Direktor des IMBA bestellt. Seit 2018 leitet Penninger das Life Science Institute der University of British Columbia, Vancouver, Kanada. Gleichzeitig führt er eine Forschungsgruppe am IMBA. Josef Penninger wurde mit vielen Preisen geehrt, drunter der Descartes-Preis der EU, der Wittgenstein-Preis der österreichischen Bundesregierung, der Ernst-Jung-Preis für medizinische Exzellenz, u.v.m.

Nicolas Rivron

Fruchtbarkeitsmodelle aus Stammzellen

Die Gruppe um Nicolas Rivron möchte die frühesten Stadien der Entwicklung eines neuen Organismus verstehen. Denn Fehler, die in diesen ersten Zyklen der Zellteilung passieren, haben oft drastische Konsequenzen, wie schwierige Schwangerschaften oder chronische Erkrankungen im Erwachsenenalter (Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, u.a.). Mithilfe von Blastoid-Modellen aus menschlichen Stammzellen, die die Gruppe selbst entwickelt hat, forschen die WissenschafterInnen auch an gesellschaftlich relevanten Themen wie Unfruchtbarkeit und Empfängnisverhütung. 

Nicolas Rivron ist gebürtiger Franzose und absolvierte ein Ingenieur-Studium mit Fokus auf Polymer-Physik bevor er in die USA ging, um dort für das Biotech-Unternehmen Medtronic tätig zu sein. Er wechselte zurück nach Europa und absolvierte ein Doktorat an der Universität Twente in den Niederlanden. Schon bald konnte er seine eigene Forschungsgruppe an der Universität Utrecht aufbauen, als Satellitengruppe des renommierten Hubrecht Instituts. Seit 2019 ist Nicolas Rivron Gruppenleiter am IMBA.

Shambaditya Saha

Einblicke in die räumliche Organisation von Zellen

Shambaditya Saha studiert mit seiner Forschungsgruppe, wie sich die Zelle räumlich organisiert: Dabei spielen neben den vielen „Organellen“, die wie die Organe unseres Körpers spezifische Aufgaben in der Zelle übernehmen, auch eine Vielzahl kleiner Abteile, die nicht durch Membranen begrenzt sind, eine wesentliche Rolle. Diese kleinen Zell-Abteile bilden sich durch Phasentrennung und verhalten sich wie kleine dickflüssige Tröpfchen, ähnlich den Öl-Tröpfchen in einer Salat-Marinade. Shambaditya Saha erforscht mit Methoden aus Biochemie, Biophysik und Strukturbiologie, die größtenteils noch unbekannten biologischen Funktionen dieser membranlosen Zellorganellen und wie sich diese auf die Entstehung von Krankheiten auswirken können.

Shambadity Saha stammt aus Indien, wo er zunächst am Indian Institute of Technology in Kharagpur Biotechnologie studierte. Danach ging er in die USA und promovierte an der renommierten Yale University in Molekularer Biophysik und Biochemie. Anschließend forschte er am Max Planck Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden, und erschloss mit seiner Arbeit an den noch wenig erforschten Zell-Organellen ein völlig neues Forschungsfeld. Seit 2019 ist Shambadity Saha Forschungsgruppenleiter am IMBA.

KikuË Tachibana

Wie organisiert sich unser Erbgut aus Ei- und Samenzelle?

Kikuë Tachibana und ihr Team erkunden, wie sich unser Erbgut nach der Befruchtung reorganisiert und derart umprogrammiert wird, dass sich aus nur einer Zelle ein ganzer Organismus bilden kann. Diese Zelle wird „totipotent“ genannt. Forschung an totipotenten Zellen bringt spannendes Wissen für die grundlegenden Mechanismen der Entstehung des menschlichen Lebens. Konkret können die Erkenntnisse auch dazu beitragen, In-Vitro-Fertilisations Methoden zur künstlichen Befruchtung in Zukunft zu verbessern. Weiters studiert das Team rund um Kikuë Tachibana die molekularen Grundlagen der Chromosomenteilung, um zu verstehen, wie eine falsche Verteilung der Chromosomen mit der Entstehung des Down Syndroms zusammenhängt.

Kikuë Tachibana wuchs in Österreich und Japan auf. Sie promovierte über Zellzyklus- und Krebsforschung an der University of Cambridge in England und setzte ihr Postdoktorat an der Oxford University fort. Seit 2011 ist Kikuë Tachibana Gruppenleiterin am IMBA und erhielt seitdem mehrere der renommierten ERC Forschungsförderungen, die Walther Flemming Medaille sowie eine Förderung der "Herzfelder‘schen Familienstiftung". 2019 wurde sie zur Direktorin des Max Planck Instituts für Biochemie in München bestellt, ist aber nach wie vor am IMBA wissenschaftlich tätig.

Noelia Urbán

Jungbrunnen im Hirn

Noelia Urbán forscht mit ihrem Team am IMBA, wie sich unser Gehirn jung erhält. Denn in einigen Hirnarealen werden während des ganzen Lebens neue Nervenzellen produziert, die für fortwährenden „Nachschub“ sorgen. Für das Lernen und das Gedächtnis ist die Neubildung von Nervenzellen essentiell. Im Fokus ihrer Forschung stehen adulte Nervenstammzellen, die auch im erwachsenen Gehirn ständig neue Nervenzellen bilden können und die durch eine Reihe von Faktoren, wie etwa Bewegung, Ernährung, Stress oder Medikamente wie Psychopharmaka gesteuert werden. Ein großes Ziel der ForscherInnen wäre es, den Verfall adulter Stammzellen einschränken zu können. Insbesondere für Demenz oder Depressionen - die in unserer alternden Gesellschaft immer häufiger auftreten –wären diese Erkenntnisse wegweisend für neue Behandlungsmöglichkeiten. 

Noelia Urbán stammt ursprünglich aus Spanien und hat peruanische Wurzeln. Im Rahmen ihres Doktorats in Barcelona spezialisierte sie sich auf Neurowissenschaften. Danach arbeitete sie als Postdoktorandin am National Institute for Medical Research in London, 2014 wechselte sie ans dortige Francis Crick Institute. Seit 2017 forscht sie als Gruppenleiterin am IMBA. Mit ihrem Team ist sie Teil des Sonderforschungsbereiches des FWF „Stem Cell Modulation in Neural Development and Regeneration”, der sich im Detail mit den molekularen Mechanismen der Entstehung von neuronalen Stammzellen auseinandersetzt.

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