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00:00:00.000 --> 00:00:00.000


2
00:00:04.400 --> 00:00:07.760
Herzlich willkommen, ich freue mich, Ihnen
heute das Zentrum für integrative

3
00:00:07.800 --> 00:00:13.199
biologische Signal Studien an der Universität
Freiburg vorzustellen.

4
00:00:13.199 --> 00:00:16.480
Hier sehen Sie zweimal 30 Billionen Zellen.

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00:00:16.519 --> 00:00:25.079
Einmal bilden diese Zellen 43 Würfel Backhefe
und einmal formen diese

6
00:00:25.119 --> 00:00:29.039
30 Billionen Zellen einen gesunden menschlichen
Organismus.

7
00:00:29.039 --> 00:00:32.920
Warum koennen diese menschlichen Zellen einen
so großen, gesunden Organismus

8
00:00:32.960 --> 00:00:38.119
bilden, wohingegen diese Hefezellen nur 43
Würfel Backhefe bilden koennen?

9
00:00:38.119 --> 00:00:43.239
Ein ganz wesentlicher Grund ist, dass menschliche
Zellen oder Zellen von

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00:00:43.280 --> 00:00:48.239
multizellulären Organismen miteinander sprechen
koennen, um ihre jeweilige

11
00:00:48.280 --> 00:00:53.079
Funktion aufeinander abzustimmen, dass jede
Zelle weiß, was sie machen muss, um

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00:00:53.079 --> 00:00:58.119
den gesamten Organismus gesund zum Wachsen
und Leben zu bringen.

13
00:00:58.119 --> 00:01:02.000
Diese zelluläre Kommunikation findet überall
in der Biologie statt.

14
00:01:02.000 --> 00:01:07.000
Zwischen einzelnen Individuen, bei Tieren,
bei Pflanzen, aber auch

15
00:01:07.000 --> 00:01:12.000
innerhalb einzelner Zellen gibt es viele Kommunikationsprozesse.

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00:01:12.000 --> 00:01:16.000
Wir in CIBSS wollen diese Universalsprache,
diese universal

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00:01:16.000 --> 00:01:22.000
Kommunikation des Lebens verstehen und wir
moechten darin sprechen lernen.

18
00:01:22.000 --> 00:01:26.000
Die Herausforderung, die wir uns vorgenommen
haben, sind groß,

19
00:01:26.000 --> 00:01:30.000
denn solche biologischen Kommunikationsprozesse

20
00:01:30.000 --> 00:01:37.000
laufen auf vielen unterschiedlichen Skalen
ab. Von der Groeße eines Moleküls

21
00:01:37.000 --> 00:01:42.000
von 0,5 Nanometer bis zur Groeße eines ganzen
Organs.

22
00:01:42.000 --> 00:01:47.000
Das wäre so, wie wenn wir jetzt eine

23
00:01:48.000 --> 00:01:52.000
Reaktion machen würden, ein Element hätten,
was etwa so groß ist wie eine

24
00:01:52.000 --> 00:01:59.000
eine ein Cent Münze und wird damit das Aussehen
des Mondes beeinflussen koennten.

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00:01:59.000 --> 00:02:05.000
Ebenso laufen diese Kommunikationsprozesse
auf sehr unterschiedlichen Zeitskalen ab.

26
00:02:05.000 --> 00:02:11.000
Einzelne Signal Vorgänge dauern 100 Mikrosekunden
und diese Vorgänge, die

27
00:02:11.000 --> 00:02:16.000
100 Mikrosekunden dauern, koennen am Ende den
Lebenszyklus eines

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00:02:16.000 --> 00:02:20.000
Organismus im Bereich eines Jahres zum Beispiel
beeinflussen.

29
00:02:20.000 --> 00:02:26.000
Das ist so, als ob wir mit einem Vorgang, der
eine Sekunde dauert,

30
00:02:26.000 --> 00:02:31.000
die gesamte Zeitspanne von der Eiszeit bis
heute verändern koennten.

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00:02:31.000 --> 00:02:33.000
Wie diese Kommunikationsprozesse ablaufen,

32
00:02:33.000 --> 00:02:37.000
moechte ich Ihnen am Beispiel der Corona Impfung
zeigen.

33
00:02:37.000 --> 00:02:43.000
Wenn sie geimpft werden, werden die

34
00:02:43.000 --> 00:02:48.000
die Impfstoffe dieser Boten RNA in den Muskel
gespritzt.

35
00:02:48.000 --> 00:02:52.000
Dort dauert es dann 30 Minuten, bis diese Boten
RNA in die Zelle aufgenommen wurde.

36
00:02:52.000 --> 00:02:57.000
Innerhalb von zwei Stunden wird diese Boten
RNA

37
00:02:57.000 --> 00:03:02.000
in virale Proteine übersetzt, die dann innerhalb
von weiteren zwei

38
00:03:02.000 --> 00:03:06.000
Stunden von dendritischen Zellen Zellen des
Immunsystems erkannt werden.

39
00:03:06.000 --> 00:03:12.000
Diese dendritischen Zellen wirken als Transporter
und transportieren innerhalb

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00:03:12.000 --> 00:03:16.000
von drei Stunden diese Proteine in die Lymphknoten.

41
00:03:16.000 --> 00:03:20.000
In den Lymphknoten dauert es dann etwa eine
Stunde bis T-Zellen.

42
00:03:20.000 --> 00:03:22.000
Das sind weitere Zellen des Immunsystems.

43
00:03:22.000 --> 00:03:28.000
Diese viralen Proteine erkennen als etwas,
was nicht in unseren Koerper gehoert.

44
00:03:28.000 --> 00:03:29.000
Diese Erkennung läuft innerhalb von einer

45
00:03:29.000 --> 00:03:33.000
halben Sekunde ab und nach fünf Sekunden weiß
die gesamte

46
00:03:33.000 --> 00:03:38.000
T-Zelle, dass hier Proteine sind, die nicht
in den Koerper gehoeren.

47
00:03:38.000 --> 00:03:41.000
Und daraufhin vermehrt sich die T-Zelle

48
00:03:41.000 --> 00:03:44.000
und baut eine Immunantwort gegen diese viralen
Proteine auf.

49
00:03:44.000 --> 00:03:46.000
Dass Aufbauen dieser Immunantwort dauert

50
00:03:46.000 --> 00:03:53.000
mehrere Tage und kann dann einen Schutz geben,
der Monate oder Jahre andauert.

51
00:03:55.000 --> 00:04:00.000
In CIBSS moechten wir solchen und vielen anderen
Signalen in lebenden Organismen

52
00:04:00.000 --> 00:04:07.000
zuhoeren, ähnlich wie wir hier verschiedensten
Signalen zuhoeren.

53
00:04:07.000 --> 00:04:15.000
Über Computer, Zeitungen, Briefe, Radio und
so weiter gibt es auch viele Arten von

54
00:04:15.000 --> 00:04:19.000
biologischen Signalen, denen wir zuhoeren,
die wir verstehen moechten.

55
00:04:19.000 --> 00:04:24.000
Es gibt Signale auf der Ebene von Molekülen,
auf der Ebene von Zellen, auf

56
00:04:24.000 --> 00:04:29.000
der Ebene von Organellen oder ganzen Organen.

57
00:04:30.000 --> 00:04:33.000
und um diese Signale zu verstehen und

58
00:04:33.000 --> 00:04:37.000
damit man nicht nur ein ganzes Durcheinander
hoert, ist es wichtig, dass

59
00:04:37.000 --> 00:04:41.000
man in der Lage ist, einzelne Signale isoliert
zu untersuchen.

60
00:04:41.000 --> 00:04:45.000
So wie wenn Sie sich jetzt auf den Sprecher
im Radio konzentrieren, obwohl

61
00:04:45.000 --> 00:04:48.000
nebenher noch ganz viele Hintergrundgeräusche
sind.

62
00:04:48.000 --> 00:04:53.000
Um diese biologischen Signale so genau zu untersuchen,
brauchen wir spezialisierte

63
00:04:53.000 --> 00:04:59.000
Geräte, zum Beispiel Geräte, mit denen wir
Strukturen erkennen koennen.

64
00:04:59.000 --> 00:05:06.000
Aufklären koennen die nur 10. Milliardstel
Meter groß sind

65
00:05:06.000 --> 00:05:07.000
Je kleiner das ist, das Sie untersuchen

66
00:05:07.000 --> 00:05:10.000
moechten, desto groeßer müssen die Geräte
dazu sein.

67
00:05:10.000 --> 00:05:16.000
Zum Beispiel ein Kryo Elektronenmikroskop,

68
00:05:16.000 --> 00:05:21.000
mit dem wir erkunden koennen, wie einzelne
Moleküle aussehen.

69
00:05:21.000 --> 00:05:23.000
Diese Kryo Elektronenmikroskope sind sehr

70
00:05:23.000 --> 00:05:28.000
aufwendig, sehr teuer, sie kosten 6 Millionen
Euro, sind etwa drei Meter hoch

71
00:05:28.000 --> 00:05:30.000
und sind super empfindlich gegen Stoerungen.

72
00:05:30.000 --> 00:05:32.000
Zum Beispiel koennen sie nicht in einer

73
00:05:32.000 --> 00:05:37.000
Straße verwendet werden, wo eine Straßenbahn
vorbeifährt, weil

74
00:05:37.000 --> 00:05:44.000
die Erschütterungen alleine schon das Signal
in den Mikroskopen stoeren würden.

75
00:05:44.000 --> 00:05:46.000
Ein anderes Beispiel, wie wir solche

76
00:05:46.000 --> 00:05:49.000
Kommunikationsprozesse erkennen koennen, sehen
sie hier.

77
00:05:50.000 --> 00:05:53.000
Dazu entwickeln wir spezielle Techniken.

78
00:05:53.000 --> 00:05:57.000
Wir entwickeln Techniken, mit denen wir die
Signale sichtbar machen koennen.

79
00:05:57.000 --> 00:06:00.000
Hier sehen Sie das Gehirn eines Zebrafisches,

80
00:06:01.000 --> 00:06:07.000
in dem vier verschiedene Signale gleichzeitig
angeschaut werden koennen.

81
00:06:07.000 --> 00:06:10.000
Und wir haben dieses Gehirn dazu gebracht,

82
00:06:10.000 --> 00:06:15.000
dass immer dann eine Farbe aufleuchtet, wenn
ein bestimmtes Signal aktiv ist.

83
00:06:15.000 --> 00:06:18.000
Wenn wir jetzt so ein Gehirn über die Zeit

84
00:06:18.000 --> 00:06:20.000
anschauen während der Entwicklung des Zebrafisches,
koennen wir genau erkennen,

85
00:06:20.000 --> 00:06:24.000
wann welches Signal in welcher Zelle wichtig
ist, um hinterher die Ausbildung

86
00:06:24.000 --> 00:06:29.000
eines gesamten funktionalen Gehirns sicherzustellen.

87
00:06:32.000 --> 00:06:34.000
Wenn wir jetzt solche einzelnen Signale

88
00:06:34.000 --> 00:06:37.000
hier verstanden haben, mit Kryo Elektronenmikroskopie
oder hier mit diesen

89
00:06:37.000 --> 00:06:44.000
farbgebenden Signalen, folgt eine weitere große
Herausforderung.

90
00:06:44.000 --> 00:06:49.000
Wir müssen die Signale miteinander verrechnen,
weil alle diese

91
00:06:49.000 --> 00:06:53.000
unterschiedlichen Signale, die wir im Koerper
und in einem Organismus messen

92
00:06:53.000 --> 00:06:58.000
koennen, ergeben nur Sinn, wenn wir diese Signale
miteinander verrechnen.

93
00:06:58.000 --> 00:07:03.000
Wenn wir die Signale miteinander integrieren.

94
00:07:03.000 --> 00:07:04.000
Jetzt moechte ich Ihnen noch einige

95
00:07:04.000 --> 00:07:07.000
Beispiele aus der aktuellen Forschung in CIBSS
zeigen.

96
00:07:08.000 --> 00:07:14.000
Wo lernen wir gerade die Sprache des Lebens
zu verstehen?

97
00:07:15.000 --> 00:07:20.000
Durch unsere Grundlagenforschung in CIBSS generieren
wir neues Wissen, das dann

98
00:07:20.000 --> 00:07:26.000
anschließend in medizinische Innovationen
übersetzt werden kann.

99
00:07:26.000 --> 00:07:28.000
Zum Beispiel haben Forschende

100
00:07:28.000 --> 00:07:32.000
herausgefunden, dass Corona Viren, wenn sie
in Zellen hineingehen, dazu

101
00:07:32.000 --> 00:07:37.000
führen, dass die Zellen an der Oberfläche
solche dünnen Ausstülpungen bilden.

102
00:07:37.000 --> 00:07:41.000
Und es wurde gezeigt, dass die Corona Viren

103
00:07:41.000 --> 00:07:43.000
dann in den Spitzen dieser Ausstellungen sitzen.

104
00:07:43.000 --> 00:07:45.000
Und dies wurde als neuer Mechanismus für

105
00:07:45.000 --> 00:07:50.000
die Verbreitung der Viren von einer Zelle zur
nächsten Zelle postuliert.

106
00:07:50.000 --> 00:07:55.000
Und wenn jetzt bekannt ist, wie das Virus die
Zelle beeinflusst, ist es

107
00:07:55.000 --> 00:08:00.000
eine Moeglichkeit, Medikamente gezielt dagegen
zu entwickeln.

108
00:08:01.000 --> 00:08:03.000
Ein anderes Forschungsthema in CIBSS ist

109
00:08:03.000 --> 00:08:08.000
die Untersuchung, welche Wirkstoffe, welche
potenziellen

110
00:08:03.000 --> 00:08:08.000
die Untersuchung, welche Wirkstoffe, welche
potenziellen

111
00:08:08.000 --> 00:08:14.000
Medikamente in der Lage sind, Immunzellen,
sogenannte Makrophagen, zu aktivieren,

112
00:08:08.000 --> 00:08:14.000
Medikamente in der Lage sind, Immunzellen,
sogenannte Makrophagen, zu aktivieren,

113
00:08:14.000 --> 00:08:18.000
damit sie effizienter gegen Krebszellen zum
Beispiel vorgehen, und die Suche nach

114
00:08:14.000 --> 00:08:18.000
damit sie effizienter gegen Krebszellen zum
Beispiel vorgehen, und die Suche nach

115
00:08:18.000 --> 00:08:22.000
solchen neuen Wirkstoffen, die die Immunzellen
gegen Krebs aktivieren, haben

116
00:08:18.000 --> 00:08:22.000
solchen neuen Wirkstoffen, die die Immunzellen
gegen Krebs aktivieren, haben

117
00:08:22.000 --> 00:08:28.000
ein hohes Potenzial, um in der Krebstherapie
verwendet zu werden.

118
00:08:22.000 --> 00:08:28.000
ein hohes Potenzial, um in der Krebstherapie
verwendet zu werden.

119
00:08:29.000 --> 00:08:30.000
Wir sehen hieran,

120
00:08:29.000 --> 00:08:30.000
Wir sehen hieran,

121
00:08:30.000 --> 00:08:34.000
dass wir, wenn wir in der Lage sind, die einzelnen
Signale zu verstehen,

122
00:08:30.000 --> 00:08:34.000
dass wir, wenn wir in der Lage sind, die einzelnen
Signale zu verstehen,

123
00:08:34.000 --> 00:08:38.000
wie zum Beispiel eine Krebszelle mit einer
Immunzellen kommuniziert,

124
00:08:34.000 --> 00:08:38.000
wie zum Beispiel eine Krebszelle mit einer
Immunzellen kommuniziert,

125
00:08:38.000 --> 00:08:42.000
ist das der erste Schritt dazu, dass wir die
Signale beeinflussen koennen.

126
00:08:38.000 --> 00:08:42.000
ist das der erste Schritt dazu, dass wir die
Signale beeinflussen koennen.

127
00:08:42.000 --> 00:08:45.000
Zum Beispiel für bessere Therapiemoeglichkeiten.

128
00:08:42.000 --> 00:08:45.000
Zum Beispiel für bessere Therapiemoeglichkeiten.

129
00:08:45.000 --> 00:08:48.000
Hier moechte ich Ihnen zeigen, wie wir die

130
00:08:45.000 --> 00:08:48.000
Hier moechte ich Ihnen zeigen, wie wir die

131
00:08:48.000 --> 00:08:52.000
biologische Sprache nicht nur verstehen koennen,
sondern wie wir versuchen, damit

132
00:08:48.000 --> 00:08:52.000
biologische Sprache nicht nur verstehen koennen,
sondern wie wir versuchen, damit

133
00:08:52.000 --> 00:08:57.000
aktiv mitzureden, um neue Innovationen zu schaffen.

134
00:08:52.000 --> 00:08:57.000
aktiv mitzureden, um neue Innovationen zu schaffen.

135
00:08:57.000 --> 00:08:59.000
Hier sehen Sie zum Beispiel eine Klee-Pflanze,

136
00:08:57.000 --> 00:08:59.000
Hier sehen Sie zum Beispiel eine Klee-Pflanze,

137
00:09:00.000 --> 00:09:05.000
eine Klee-Pflanze, die hier richtig gut wächst,
und hier eine etwas verkümmerte Klee-Pflanze.

138
00:09:00.000 --> 00:09:05.000
eine Klee-Pflanze, die hier richtig gut wächst,
und hier eine etwas verkümmerte Klee-Pflanze.

139
00:09:05.000 --> 00:09:08.000
Warum kann diese Klee-Pflanze so gut wachsen?

140
00:09:05.000 --> 00:09:08.000
Warum kann diese Klee-Pflanze so gut wachsen?

141
00:09:08.000 --> 00:09:12.000
Der Grund liegt darin, dass diese Klee-Pflanze
eine

142
00:09:08.000 --> 00:09:12.000
Der Grund liegt darin, dass diese Klee-Pflanze
eine

143
00:09:12.000 --> 00:09:16.000
Kommunikation mit Bakterien, die im Boden leben,
begonnen hat.

144
00:09:12.000 --> 00:09:16.000
Kommunikation mit Bakterien, die im Boden leben,
begonnen hat.

145
00:09:16.000 --> 00:09:22.000
Und diese Kommunikation hat dazu geführt,
dass die Bakterien nun in sogenannten

146
00:09:16.000 --> 00:09:22.000
Und diese Kommunikation hat dazu geführt,
dass die Bakterien nun in sogenannten

147
00:09:22.000 --> 00:09:25.000
Knoellchen in den Wurzeln dieser Pflanze leben.

148
00:09:22.000 --> 00:09:25.000
Knoellchen in den Wurzeln dieser Pflanze leben.

149
00:09:25.000 --> 00:09:27.000
Was machen die Bakterien dort?

150
00:09:25.000 --> 00:09:27.000
Was machen die Bakterien dort?

151
00:09:27.000 --> 00:09:32.000
Diese Bakterien wandeln dort Stickstoff, der
in der Luft reichlich vorhanden ist,

152
00:09:27.000 --> 00:09:32.000
Diese Bakterien wandeln dort Stickstoff, der
in der Luft reichlich vorhanden ist,

153
00:09:32.000 --> 00:09:37.000
in Stickstoffdünger um, den die Pflanze zum
Wachsen braucht.

154
00:09:32.000 --> 00:09:37.000
in Stickstoffdünger um, den die Pflanze zum
Wachsen braucht.

155
00:09:38.000 --> 00:09:42.000
Daher wachsen Pflanzen, solche Klee-Pflanzen
oder auch andere

156
00:09:38.000 --> 00:09:42.000
Daher wachsen Pflanzen, solche Klee-Pflanzen
oder auch andere

157
00:09:42.000 --> 00:09:46.000
Nutzpflanzen wie Bohnen oder Soja auf Stickstoff
armem Boden.

158
00:09:42.000 --> 00:09:46.000
Nutzpflanzen wie Bohnen oder Soja auf Stickstoff
armem Boden.

159
00:09:46.000 --> 00:09:50.000
Trotzdem sehr gut, wenn Sie diese Knoellchen
Bakterien haben.

160
00:09:46.000 --> 00:09:50.000
Trotzdem sehr gut, wenn Sie diese Knoellchen
Bakterien haben.

161
00:09:50.000 --> 00:09:52.000
Wenn Sie diese Knoellchen Bakterien nicht haben,

162
00:09:50.000 --> 00:09:52.000
Wenn Sie diese Knoellchen Bakterien nicht haben,

163
00:09:52.000 --> 00:09:57.000
koennen Sie nicht richtig wachsen, weil Ihnen
der Dünger fehlt.

164
00:09:52.000 --> 00:09:57.000
koennen Sie nicht richtig wachsen, weil Ihnen
der Dünger fehlt.

165
00:09:57.000 --> 00:09:59.000
Und in CIBSS sind wir nun daran,

166
00:09:57.000 --> 00:09:59.000
Und in CIBSS sind wir nun daran,

167
00:09:59.000 --> 00:10:04.000
diese Fähigkeit der Kommunikation zwischen
Wurzeln und Bakterien auch andere

168
00:09:59.000 --> 00:10:04.000
diese Fähigkeit der Kommunikation zwischen
Wurzeln und Bakterien auch andere

169
00:10:04.000 --> 00:10:07.000
Nutzpflanzen wie zum Beispiel Getreide beizubringen,

170
00:10:04.000 --> 00:10:07.000
Nutzpflanzen wie zum Beispiel Getreide beizubringen,

171
00:10:07.000 --> 00:10:12.000
so dass damit auf den starken Einsatz von Stickstoffdünger,
künstlichem

172
00:10:07.000 --> 00:10:12.000
so dass damit auf den starken Einsatz von Stickstoffdünger,
künstlichem

173
00:10:12.000 --> 00:10:16.000
Stickstoffdünger in der Landwirtschaft verzichtet
werden kann.

174
00:10:12.000 --> 00:10:16.000
Stickstoffdünger in der Landwirtschaft verzichtet
werden kann.

175
00:10:16.000 --> 00:10:20.000
Dies hat nicht nur ein großes Potenzial für
eine nachhaltige Landwirtschaft in den

176
00:10:16.000 --> 00:10:20.000
Dies hat nicht nur ein großes Potenzial für
eine nachhaltige Landwirtschaft in den

177
00:10:20.000 --> 00:10:24.000
Industrieländern, aber auch ein sehr großes
Potenzial in Entwicklungsländern,

178
00:10:20.000 --> 00:10:24.000
Industrieländern, aber auch ein sehr großes
Potenzial in Entwicklungsländern,

179
00:10:24.000 --> 00:10:29.000
wo schlicht das Geld für teuren künstlichen
Stickstoffdünger fehlt.

180
00:10:24.000 --> 00:10:29.000
wo schlicht das Geld für teuren künstlichen
Stickstoffdünger fehlt.

181
00:10:30.000 --> 00:10:35.000
Wenn wir jetzt mit solchen biologischen Signalen
mitreden moechten,

182
00:10:30.000 --> 00:10:35.000
Wenn wir jetzt mit solchen biologischen Signalen
mitreden moechten,

183
00:10:35.000 --> 00:10:39.000
wenn wir mit der Pflanze oder einem Organismus
oder eine Zelle

184
00:10:35.000 --> 00:10:39.000
wenn wir mit der Pflanze oder einem Organismus
oder eine Zelle

185
00:10:39.000 --> 00:10:44.000
in Kontakt treten moechten, müssen wir auch
eine Sprache sprechen, die

186
00:10:39.000 --> 00:10:44.000
in Kontakt treten moechten, müssen wir auch
eine Sprache sprechen, die

187
00:10:44.000 --> 00:10:49.000
der Organismus, die die Zelle verstehen kann.
Wie koennen wir das machen?

188
00:10:44.000 --> 00:10:49.000
der Organismus, die die Zelle verstehen kann.
Wie koennen wir das machen?

189
00:10:49.000 --> 00:10:51.000
Ein Beispiel, auf dem wir in CIBSS sehr

190
00:10:49.000 --> 00:10:51.000
Ein Beispiel, auf dem wir in CIBSS sehr

191
00:10:51.000 --> 00:10:55.000
aktiv forschen, ist die sogenannte Optogenetik.

192
00:10:51.000 --> 00:10:55.000
aktiv forschen, ist die sogenannte Optogenetik.

193
00:10:55.000 --> 00:10:58.000
Die Optogenetik zielt darauf ab, dass wir

194
00:10:55.000 --> 00:10:58.000
Die Optogenetik zielt darauf ab, dass wir

195
00:10:58.000 --> 00:11:03.000
Lichtsignale auf Zellen, auf Organismen, auf
Organe geben koennen und mit diesen

196
00:10:58.000 --> 00:11:03.000
Lichtsignale auf Zellen, auf Organismen, auf
Organe geben koennen und mit diesen

197
00:11:03.000 --> 00:11:08.000
Lichtsignalen den Zellen sagen koennen, was
die Zellen machen sollen.

198
00:11:03.000 --> 00:11:08.000
Lichtsignalen den Zellen sagen koennen, was
die Zellen machen sollen.

199
00:11:08.000 --> 00:11:09.000
Wie koennen wir da vorgehen?

200
00:11:08.000 --> 00:11:09.000
Wie koennen wir da vorgehen?

201
00:11:09.000 --> 00:11:11.000
Weil eine normale menschliche Zelle,

202
00:11:09.000 --> 00:11:11.000
Weil eine normale menschliche Zelle,

203
00:11:11.000 --> 00:11:16.000
Muskelzelle oder Leber Zelle reagiert nicht
auf Licht.

204
00:11:11.000 --> 00:11:16.000
Muskelzelle oder Leber Zelle reagiert nicht
auf Licht.

205
00:11:16.000 --> 00:11:20.000
Hier hilft die synthetische Biologie.

206
00:11:16.000 --> 00:11:20.000
Hier hilft die synthetische Biologie.

207
00:11:20.000 --> 00:11:22.000
Dazu haben wir uns bei anderen Organismen

208
00:11:20.000 --> 00:11:22.000
Dazu haben wir uns bei anderen Organismen

209
00:11:22.000 --> 00:11:25.000
umgeschaut, die sehr gut auf Licht reagieren
koennen.

210
00:11:22.000 --> 00:11:25.000
umgeschaut, die sehr gut auf Licht reagieren
koennen.

211
00:11:25.000 --> 00:11:27.000
Das sind Pflanzen.

212
00:11:25.000 --> 00:11:27.000
Das sind Pflanzen.

213
00:11:27.000 --> 00:11:29.000
Wie nehmen Pflanzen Licht wahr?

214
00:11:27.000 --> 00:11:29.000
Wie nehmen Pflanzen Licht wahr?

215
00:11:29.000 --> 00:11:35.000
Pflanzen haben spezifische Komponenten, Proteine,
die auf Licht reagieren.

216
00:11:29.000 --> 00:11:35.000
Pflanzen haben spezifische Komponenten, Proteine,
die auf Licht reagieren.

217
00:11:35.000 --> 00:11:40.000
Das heißt, wenn eine Pflanze zum Beispiel
rotes oder blaues Licht spürt,

218
00:11:35.000 --> 00:11:40.000
Das heißt, wenn eine Pflanze zum Beispiel
rotes oder blaues Licht spürt,

219
00:11:40.000 --> 00:11:45.000
ändern diese Photorezeptoren ihre Form oder
interagieren miteinander.

220
00:11:40.000 --> 00:11:45.000
ändern diese Photorezeptoren ihre Form oder
interagieren miteinander.

221
00:11:45.000 --> 00:11:50.000
Was dann schlussendlich die Antwort der Pflanze
auf das Licht ausloest.

222
00:11:45.000 --> 00:11:50.000
Was dann schlussendlich die Antwort der Pflanze
auf das Licht ausloest.

223
00:11:50.000 --> 00:11:52.000
Was haben wir nun gemacht?

224
00:11:50.000 --> 00:11:52.000
Was haben wir nun gemacht?

225
00:11:52.000 --> 00:11:55.000
Wir haben nun die genetische Information

226
00:11:52.000 --> 00:11:55.000
Wir haben nun die genetische Information

227
00:11:55.000 --> 00:12:01.000
der Pflanze, die die Information für diese
Photorezeptoren enthält, herausgenommen und
in

228
00:11:55.000 --> 00:12:01.000
der Pflanze, die die Information für diese
Photorezeptoren enthält, herausgenommen und
in

229
00:12:01.000 --> 00:12:07.000
andere Zellen, zum Beispiel menschliche Zellen
oder Säugetierzellen eingefügt.

230
00:12:01.000 --> 00:12:07.000
andere Zellen, zum Beispiel menschliche Zellen
oder Säugetierzellen eingefügt.

231
00:12:09.000 --> 00:12:12.000
Diese Information wird in den Säugetier Zellen
abgelesen.

232
00:12:09.000 --> 00:12:12.000
Diese Information wird in den Säugetier Zellen
abgelesen.

233
00:12:12.000 --> 00:12:14.000
Dadurch werden diese Photorezeptor

234
00:12:12.000 --> 00:12:14.000
Dadurch werden diese Photorezeptor

235
00:12:14.000 --> 00:12:19.000
Proteine hergestellt und wenn wir jetzt rotes
Licht geben auf so eine

236
00:12:14.000 --> 00:12:19.000
Proteine hergestellt und wenn wir jetzt rotes
Licht geben auf so eine

237
00:12:19.000 --> 00:12:23.000
Säugetier Zelle, führt das dazu, dass diese
beiden

238
00:12:19.000 --> 00:12:23.000
Säugetier Zelle, führt das dazu, dass diese
beiden

239
00:12:23.000 --> 00:12:26.000
Photorezeptoren zum Beispiel miteinander interagieren.

240
00:12:23.000 --> 00:12:26.000
Photorezeptoren zum Beispiel miteinander interagieren.

241
00:12:26.000 --> 00:12:32.000
Und durch diese Interaktion von zwei Proteinen
koennen wir nun biologische

242
00:12:26.000 --> 00:12:32.000
Und durch diese Interaktion von zwei Proteinen
koennen wir nun biologische

243
00:12:32.000 --> 00:12:37.000
Signale in solchen Säugetier Zellen steuern,
zum Beispiel einzelne Gene

244
00:12:32.000 --> 00:12:37.000
Signale in solchen Säugetier Zellen steuern,
zum Beispiel einzelne Gene

245
00:12:37.000 --> 00:12:42.000
aktivieren oder die Zellen zur Teilung oder
zur Differenzierung anregen.

246
00:12:37.000 --> 00:12:42.000
aktivieren oder die Zellen zur Teilung oder
zur Differenzierung anregen.

247
00:12:42.000 --> 00:12:47.000
Das heißt, mit Optogenetik kann man Licht
als Schalter, als Kommunikationssignal

248
00:12:42.000 --> 00:12:47.000
Das heißt, mit Optogenetik kann man Licht
als Schalter, als Kommunikationssignal

249
00:12:47.000 --> 00:12:53.000
verwenden, um mit biologischen Systemen in
Interaktion zu treten.

250
00:12:47.000 --> 00:12:53.000
verwenden, um mit biologischen Systemen in
Interaktion zu treten.

251
00:12:53.000 --> 00:12:56.000
In diesem Beispiel moechte ich Ihnen zeigen,
wie wir die Optogenetik

252
00:12:53.000 --> 00:12:56.000
In diesem Beispiel moechte ich Ihnen zeigen,
wie wir die Optogenetik

253
00:12:56.000 --> 00:13:02.000
weiterentwickeln für zukünftige Anwendungen
in der Gentherapie.

254
00:12:56.000 --> 00:13:02.000
weiterentwickeln für zukünftige Anwendungen
in der Gentherapie.

255
00:13:02.000 --> 00:13:05.000
Die Gentherapie zielt darauf ab, das

256
00:13:02.000 --> 00:13:05.000
Die Gentherapie zielt darauf ab, das

257
00:13:05.000 --> 00:13:10.000
korrekte Erbgutbausteine in das Erbgut im Menschen
eingebracht

258
00:13:05.000 --> 00:13:10.000
korrekte Erbgutbausteine in das Erbgut im Menschen
eingebracht

259
00:13:10.000 --> 00:13:16.000
werden, um zum Beispiel vererbbare Krankheiten
zu bekämpfen.

260
00:13:10.000 --> 00:13:16.000
werden, um zum Beispiel vererbbare Krankheiten
zu bekämpfen.

261
00:13:16.000 --> 00:13:19.000
Wie geht man bei der Gentherapie vor?

262
00:13:16.000 --> 00:13:19.000
Wie geht man bei der Gentherapie vor?

263
00:13:19.000 --> 00:13:23.000
Man fügt das therapeutische Gen in einen viralen
Vektor, in eine sogenannte Gen

264
00:13:19.000 --> 00:13:23.000
Man fügt das therapeutische Gen in einen viralen
Vektor, in eine sogenannte Gen

265
00:13:23.000 --> 00:13:28.000
Fähre ein, zum Beispiel einen sogenannten
AAV Vektor.

266
00:13:23.000 --> 00:13:28.000
Fähre ein, zum Beispiel einen sogenannten
AAV Vektor.

267
00:13:28.000 --> 00:13:33.000
Und diese AAV Vektoren sind in der Lage, dann
an menschliche Zellen anzudocken

268
00:13:28.000 --> 00:13:33.000
Und diese AAV Vektoren sind in der Lage, dann
an menschliche Zellen anzudocken

269
00:13:33.000 --> 00:13:39.000
und ihr therapeutisches Gen in die Zellen einzuschleusen,
um damit ein

270
00:13:33.000 --> 00:13:39.000
und ihr therapeutisches Gen in die Zellen einzuschleusen,
um damit ein

271
00:13:39.000 --> 00:13:44.000
defektes Gen zum Beispiel bei einer Erbkrankheit
zu korrigieren.

272
00:13:39.000 --> 00:13:44.000
defektes Gen zum Beispiel bei einer Erbkrankheit
zu korrigieren.

273
00:13:44.000 --> 00:13:47.000
Jetzt ist das Problem,

274
00:13:44.000 --> 00:13:47.000
Jetzt ist das Problem,

275
00:13:47.000 --> 00:13:51.000
dass diese AAV Vektoren in sehr viele unterschiedliche
Zellen hineingehen

276
00:13:47.000 --> 00:13:51.000
dass diese AAV Vektoren in sehr viele unterschiedliche
Zellen hineingehen

277
00:13:51.000 --> 00:13:55.000
koennen, vielleicht auch in Zellen, wo wir
sie gar nicht haben moechten.

278
00:13:51.000 --> 00:13:55.000
koennen, vielleicht auch in Zellen, wo wir
sie gar nicht haben moechten.

279
00:13:55.000 --> 00:13:58.000
Und hier kann die Optogenetik helfen.

280
00:13:55.000 --> 00:13:58.000
Und hier kann die Optogenetik helfen.

281
00:13:58.000 --> 00:14:04.000
Dazu haben wir ein System entwickelt, das es
ermoeglicht, dass diese Genfähre nur in

282
00:13:58.000 --> 00:14:04.000
Dazu haben wir ein System entwickelt, das es
ermoeglicht, dass diese Genfähre nur in

283
00:14:04.000 --> 00:14:09.000
die Zellen hineingehen, die wir mit rotem Licht
beleuchten.

284
00:14:04.000 --> 00:14:09.000
die Zellen hineingehen, die wir mit rotem Licht
beleuchten.

285
00:14:09.000 --> 00:14:11.000
Wie sind wir da vorgegangen?

286
00:14:09.000 --> 00:14:11.000
Wie sind wir da vorgegangen?

287
00:14:11.000 --> 00:14:14.000
Wir haben zuerst diesen Virus blind

288
00:14:11.000 --> 00:14:14.000
Wir haben zuerst diesen Virus blind

289
00:14:14.000 --> 00:14:17.000
gemacht, dass er die Zellen nicht mehr erkennen
kann.

290
00:14:14.000 --> 00:14:17.000
gemacht, dass er die Zellen nicht mehr erkennen
kann.

291
00:14:17.000 --> 00:14:21.000
Und dann haben wir ein Vermittler Protein auf
die Zellen aufgebracht.

292
00:14:17.000 --> 00:14:21.000
Und dann haben wir ein Vermittler Protein auf
die Zellen aufgebracht.

293
00:14:21.000 --> 00:14:23.000
Und dieses Vermittler Protein hat die

294
00:14:21.000 --> 00:14:23.000
Und dieses Vermittler Protein hat die

295
00:14:23.000 --> 00:14:28.000
Eigenschaft, dass, wenn wir es mit rotem Licht
beleuchten, dass es dann seine Form

296
00:14:23.000 --> 00:14:28.000
Eigenschaft, dass, wenn wir es mit rotem Licht
beleuchten, dass es dann seine Form

297
00:14:28.000 --> 00:14:33.000
ändert, sodass es dann wieder von dieser Genfähre
wahrgenommen werden kann.

298
00:14:28.000 --> 00:14:33.000
ändert, sodass es dann wieder von dieser Genfähre
wahrgenommen werden kann.

299
00:14:33.000 --> 00:14:37.000
Diese Genfähre dockt dann an der Zelle an.

300
00:14:33.000 --> 00:14:37.000
Diese Genfähre dockt dann an der Zelle an.

301
00:14:37.000 --> 00:14:41.000
Geht in die Zelle hinein, fügt das therapeutische
Gen das

302
00:14:37.000 --> 00:14:41.000
Geht in die Zelle hinein, fügt das therapeutische
Gen das

303
00:14:41.000 --> 00:14:46.000
therapeutische Erbgut ein, so dass dann dieser
Gendefekt in der

304
00:14:41.000 --> 00:14:46.000
therapeutische Erbgut ein, so dass dann dieser
Gendefekt in der

305
00:14:46.000 --> 00:14:52.000
Zelle, wo wir es haben moechten, korrigiert
ist, wohingegen alle anderen Zellen

306
00:14:46.000 --> 00:14:52.000
Zelle, wo wir es haben moechten, korrigiert
ist, wohingegen alle anderen Zellen

307
00:14:52.000 --> 00:14:58.000
koennen diese viralen Vektoren diese Genfähre
nicht aufnehmen.

308
00:14:52.000 --> 00:14:58.000
koennen diese viralen Vektoren diese Genfähre
nicht aufnehmen.

309
00:14:58.000 --> 00:15:02.000
Diese Forschungsrichtung, die ich Ihnen gerade
vorgestellt habe, sind nur wenige

310
00:14:58.000 --> 00:15:02.000
Diese Forschungsrichtung, die ich Ihnen gerade
vorgestellt habe, sind nur wenige

311
00:15:02.000 --> 00:15:07.000
Beispiele von den vielen Forschungsprojekten,
die in CIBSS laufen.

312
00:15:02.000 --> 00:15:07.000
Beispiele von den vielen Forschungsprojekten,
die in CIBSS laufen.

313
00:15:07.000 --> 00:15:13.000
Sie haben gesehen, dass wir darin Signale von
klein bis groß, von kurz bis lang

314
00:15:07.000 --> 00:15:13.000
Sie haben gesehen, dass wir darin Signale von
klein bis groß, von kurz bis lang

315
00:15:13.000 --> 00:15:18.000
untersuchen moechten und dass wir bei diesen
Signalen mitreden moechten.

316
00:15:13.000 --> 00:15:18.000
untersuchen moechten und dass wir bei diesen
Signalen mitreden moechten.

317
00:15:18.000 --> 00:15:21.000
Das kann nie und nimmer eine Person alleine

318
00:15:18.000 --> 00:15:21.000
Das kann nie und nimmer eine Person alleine

319
00:15:21.000 --> 00:15:29.000
und deswegen arbeiten in CIBSS insgesamt 69
Arbeitsgruppen an diesem Projekt.

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und deswegen arbeiten in CIBSS insgesamt 69
Arbeitsgruppen an diesem Projekt.

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00:15:29.000 --> 00:15:32.000
Wie finanzieren wir so eine große Forschung?

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Wie finanzieren wir so eine große Forschung?

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00:15:32.000 --> 00:15:34.000
Hierzu haben wir in einem harten

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Hierzu haben wir in einem harten

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00:15:34.000 --> 00:15:38.000
Wettbewerb der sogenannten Exzellenzstrategie
in Deutschland

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Wettbewerb der sogenannten Exzellenzstrategie
in Deutschland

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00:15:38.000 --> 00:15:44.000
überzeugen koennen und 37 Millionen Euro eingeworben,
um uns dann in sieben Jahren

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überzeugen koennen und 37 Millionen Euro eingeworben,
um uns dann in sieben Jahren

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00:15:44.000 --> 00:15:48.000
diesen anspruchsvollen Forschungsthemen zu
widmen.

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diesen anspruchsvollen Forschungsthemen zu
widmen.

331
00:15:48.000 --> 00:15:54.000
Wenn Sie mehr über die biologische Signalforschung
erfahren moechten,

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00:15:48.000 --> 00:15:54.000
Wenn Sie mehr über die biologische Signalforschung
erfahren moechten,

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00:15:54.000 --> 00:15:57.000
laden wir Sie herzlich ein, mit uns in Kontakt
zu treten.

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00:15:54.000 --> 00:15:57.000
laden wir Sie herzlich ein, mit uns in Kontakt
zu treten.

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00:15:57.000 --> 00:15:59.000
Wir bieten regelmäßig Fortbildungen für

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00:15:57.000 --> 00:15:59.000
Wir bieten regelmäßig Fortbildungen für

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00:15:59.000 --> 00:16:03.000
Schülerinnen und Schüler an, ebenso für
Lehrerinnen und Lehrer.

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00:15:59.000 --> 00:16:03.000
Schülerinnen und Schüler an, ebenso für
Lehrerinnen und Lehrer.

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00:16:03.000 --> 00:16:07.000
Und wir entwickeln Schulversuche, die die Teilnehmenden
aus solchen Fortbildungen

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00:16:03.000 --> 00:16:07.000
Und wir entwickeln Schulversuche, die die Teilnehmenden
aus solchen Fortbildungen

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00:16:07.000 --> 00:16:14.000
dann ganz für sich in die Schule mitnehmen
koennen, um dann mit einer Klasse Versuche

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00:16:07.000 --> 00:16:14.000
dann ganz für sich in die Schule mitnehmen
koennen, um dann mit einer Klasse Versuche

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00:16:14.000 --> 00:16:16.000
zur biologischen Signalforschung zu machen.

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zur biologischen Signalforschung zu machen.

345
00:16:16.000 --> 00:16:19.000
Wie kann man biologische Signale verstehen?

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00:16:16.000 --> 00:16:19.000
Wie kann man biologische Signale verstehen?

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00:16:19.000 --> 00:16:21.000
Wie kann man damit mitreden?

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00:16:19.000 --> 00:16:21.000
Wie kann man damit mitreden?