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24.04.2013, 15:30 Uhr

Klasse für Naturwissenschaften und Medizin, 550. Sitzung

Professor Dr. Dieter Willbold, Jülich/Düsseldorf: "Aβ-Oligomer-gerichtete Therapie und Diagnose der Alzheimerschen Demenz"; Professor Dr. Karl-Erich Jaeger, Jülich/Düsseldorf: "LOV is all around - Leuchtende Proteine in Grundlagenforschung und Biotechnologie"

Professor Dr. Dieter Willbold

Prof. Dr. Dieter Willbold wurde 1965 in Gerlenhofen, jetzt Neu-Ulm, geboren. Er studierte an den Universitäten Tübingen, Bayreuth und Boulder (Colorado, USA). Er schloss sein Studium 1991 als Diplom-Biochemiker ab und arbeitete dann an der Universität Bayreuth bis 1994 an seiner Dissertation mit dem Titel "Die Struktur des Transaktivator-Proteins aus dem Pferdeanämie-Virus in Lösung" (Abschluss mit „summa cum laude“). Anschließend war er dort zunächst als Postdoc und später, von 1995 bis 1998, als wissenschaftlicher Assistent bei Prof. Paul Rösch am Institut für Biopolymere tätig. Im Jahre 1997 war Dieter Willbold für einige Monate als FEBS-Stipendiat an der Sackler School of Medicine der Tel Aviv University, Israel. Im Juli 1998 habilitierte er sich für das Fach „Biophysikalische Chemie“. Anschließend war Dieter Willbold Leiter der unabhängigen Nachwuchsgruppe „Structural and Evolutionary Biochemistry“ am heutigen Leibniz-Institut für Altersforschung in Jena. 2001 folgte er einem Ruf auf eine C3-Professur für „NMR-Spektroskopie biologischer Makromoleküle“ der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Einen Ruf auf eine C4-Professur für Molekularbiologie und Biochemie der Universität Leipzig lehnte er 2004 ab. Stattdessen nahm er einen Ruf auf den Lehrstuhl für „Physikalische Biologie“ (Nachfolge Detlev Riesner) der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf an, den er bis heute innehat. Seit 2005 ist Dieter Willbold zusätzlich Direktor des Institute of Complex Systems (ICS) am Forschungszentrum Jülich.

Dieter Willbold erhielt 1995 den Forschungspreis des Universitätsvereines Bayreuth und im Jahre 2000 den Gerhard-Hess-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Er ist Gründer des biomolekularen NMR-Netzwerks in NRW ("bio - N³MR"). Des Weiteren ist er seit 2000 Mitglied des Vorstands des Biologisch-Medizinischen Forschungszentrums (BMFZ) der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Seit 2008 ist er Sprecher der NRW-Forschungsschule BioStruct und seit 2012 auch Sprecher der Graduiertenschule iGRASP.

Aus dem Inhalt des Vortrages

Die Alzheimersche Demenz (AD) ist eine progressiv verlaufende, neurodegenerative Erkrankung. Obwohl der genaue Mechanismus noch nicht geklärt ist, scheinen Aggregate des Amyloid-β-Peptides (Aβ) eine entscheidende Rolle in der Pathogenese von AD zu spielen. Besonders die kleinen, frei diffundierbaren und Prion-ähnlichen Aβ-Oligomere stehen im Verdacht, für die Entstehung und das Fortschreiten der Erkrankung verantwortlich zu sein. Deshalb könnten diese Oligomere die direktesten und frühesten Biomarker für die Diagnose und das primäre Ziel für die Therapie der AD sein.

Diagnose: Die Zahl der Aβ-Oligomere in Liquor (CSF für “cerebrospinal fluid”) von AD-erkrankten und gesunden Kontrollpersonen zeigten in dem von uns entwickelten, ultrasensitiven sFIDA-Assay eine überraschend klare Unterscheidung zwischen beiden Gruppen. Die CSF-Proben der gesunden Kontrollpersonen enthielten eine durchgehend kleine Zahl von Aβ-Oligomeren, während die Proben der AD-Gruppe einen signifikant höheren Level von Aβ-Oligomeren ergaben. Der Aβ-Oligomer-Level korrelierte signifikant mit dem Grad der Demenz der CSF-Spender, wie er mit dem MMSE-Wert („mini-mental state examination“) bestimmt wurde.

Therapie: Anstatt die Bildung von Aβ-Monomeren zu beeinflussen, zielt unser Therapie-Ansatz darauf, die Bildung von Aβ-Oligomeren zu inhibieren und bestehende Aβ-Oligomere auszumerzen. Wir präsentieren unsere neuesten in vitro- und in vivo-Ergebnisse einer zu diesem Zweck identifizierten Substanz mit dem Namen “D3”. Dabei handelt es sich um ein D-enantiomeres Peptid, das spezifisch Aβ-Oligomere in nicht-amyloidogene, nicht-fibrilläre und nicht-toxische Spezies umwandelt. In transgenen AD-Mäusen vermag D3 die Aβ-Plaque-Belastung und die Entzündungssituation im Gehirn drastisch zu reduzieren. Selbst eine orale Verabreichung von D3 erhöht die kognitiven Leistungen im Tiermodell.

Professor Dr. Karl-Erich Jaeger

Karl-Erich Jaeger studierte Biologie und Chemie an der Ruhr-Universität Bochum und schloss sein Studium mit dem 1. Staatsexamen für das Lehramt an Gymnasien ab. Nach der Promotion zum Dr. rer. nat. im Jahre 1982 arbeitete er zunächst als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Biologie der Mikroorganismen der Ruhr-Universität Bochum. Von 1988–1989 war er als Postdoc am Department of Microbiology, University of British Columbia, Vancouver, B.C., Canada bei Prof. Dr. Robert E.W. Hancock tätig. Im Jahre 1995 erfolgte die Habilitation für das Fach Mikrobiologie. Nach einer Tätigkeit als kommissarischer Leiter des Lehrstuhls für Biologie der Mikroorganismen der Ruhr-Universität Bochum erhielt er 2001 einen Ruf auf den Lehrstuhl für Mikrobiologie an die Universität Stuttgart. Im Jahre 2002 akzeptierte er den Ruf als Professor für Molekulare Mikrobiologie an die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und Direktor des Instituts für Molekulare Enzymtechnologie am Forschungszentrum Jülich. Karl-Erich Jaeger gehört zahlreichen nationalen und internationalen Fachgesellschaften an und ist Mitglied im Editorial Board mehrerer Fachzeitschriften. Er koordiniert verschiedene Verbundprojekte, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie vom Nordrhein-Westfälischen Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung finanziert werden. Karl-Erich Jaeger ist Mitglied des Geschäftsführenden Direktoriums des BioEconomy Science Centers – BioSC; Vizepräsident des Clusters für Industrielle Biotechnologie - CLIB2021 sowie Mitgründer, Vorsitzender des Aufsichtsrats und Mitglied im wissenschaftlichen Beirat der Biotechnologie-Firma evocatal GmbH.

Aus dem Inhalt des Vortrages

"LOV is all around - Leuchtende Proteine in Grundlagenforschung und Biotechnologie"

Fluoreszenzproteine sind als molekulare Reporter für die Zellbiologie, für Analysen der Genexpression und für die Überwachung biotechnologischer Produktionsprozesse unverzichtbar. Wir haben mit den sogenannten LOV-Proteinen eine neue Klasse fluoreszierender Reporterproteine entwickelt und deren Anwendungsmöglichkeiten in der Biotechnologie untersucht. LOV-Proteine sind Blaulichtrezeptoren, die Flavinmononukleotid (FMN) als Chromophor binden und daher als FMN-bindende Fluoreszenzproteine (FbFP) bezeichnet werden. Im Gegensatz zum weithin verwendeten grün-fluoreszierenden Protein (GFP) und dessen Derivaten können diese FbFP als empfindliche Reporterproteine auch in Abwesenheit von Sauerstoff, also unter anaeroben Bedingungen verwendet werden. Wir haben die phylogenetische Einordnung der FbFP untersucht und die dreidimensionale Struktur eines FbFP bestimmt. Mittlerweile konnten wir zeigen, dass FbFP nicht nur in Bakterien, sondern auch in verschiedenen eukaryotischen Zellen erfolgreich als funktionell aktive Fluoreszenzreporter eingesetzt werden können. Kürzlich gelang es, mit einem Fusionsprotein bestehend aus FbFP und einem Derivat des GFP in Bakterienzellen in vivo die intrazelluläre Sauerstoffkonzentration und den pH-Wert zu bestimmen. Dies geschieht nicht invasiv und mit hoher spatiotemporaler Auflösung durch einfache Bestimmung der Änderung der Fluoreszenzintensitäten.