"Nur wenn der Transport von Material aus und in den Zellkern, der Informationsaustausch zwischen dem Zellkern und seiner Umgebung, die Regulation der Genexpression und die innere Struktur des Zellkerns gut zusammenspielen, kann der Zellkern seine Funktionen ausüben", sagt ao. Univ.-Prof. Mag. Dr. Pavel Kovarik vom Department für Mikrobiologie und Immunbiologie. Ähnliches gilt für die Forschung über den Zellkern. Da sich Funktion, Struktur und Organisation des Zellkerns nur im Zusammenspiel aller Punkte analysieren lassen, funktioniert die Forschung am Besten, wenn ExpertInnen der jeweiligen Teilbereiche in einer Gruppe zusammenarbeiten. Das wird im Initiativkolleg (IK) "Funktionelle Organisation des Zellkerns", das im Wintersemester 2007/08 an den Max F. Perutz Laboratorien anläuft, der Fall sein.
Wie eine Stadt...
So wie es in einer Stadt Straßen, Einkaufszentren, Spitäler und andere Organisationseinheiten gibt, hat auch der Zellkern verschiedene Aufgaben und Arbeitsbereiche. Zum Vergleich: Um vom Wohnplatz zur Arbeitsstätte zu kommen, genügt es nicht nur zu wissen, dass es Verkehrsmittel gibt, sondern es sind auch Informationen über das passende Transportmittel, über die Distanz und Richtung notwendig.
Genauso müssen jene Teile des Zellkerns, die für die Übersetzung der genetischen Information verantwortlich sind, auch imstande sein, die jeweiligen Genabschnitte zu finden. Der fachliche Ausdruck für die Übersetzung der DNA in Informationen ist Genexpression. "Die Regulation der Genexpression ist die wesentlichste Funktion des Zellkerns. Sie funktioniert aber nicht ohne Material- und Informationsaustausch zwischen Zellkern und seiner Umgebung", so Pavel Kovarik.
...in der Größe eines Hauses
Während es in einer Stadt viel Freiraum gibt, ist der Zellkern extrem dicht gepackt. "Der Zellkern ist quasi eine Stadt, die auf den Bereich eines Hauses konzentriert ist", zieht der Sprecher des IK einen Vergleich. Dementsprechend ist eine funktionierende innere Organisation des Zellkerns Voraussetzung für einen reibungslosen Ablauf der Genexpression. Dieser Bereich ist derzeit relativ unerforscht, so Pavel Kovarik. Generell existieren im Zellkern Bereiche, wo die Übersetzung von Erbmaterial vermehrt stattfindet und andere, wo sie reduziert ist. "Wie diese Aufteilung zwischen Funktion und Struktur zustande kommt, ist eine der brennendsten Fragen in der aktuellen Forschung", sagt der Immunbiologe.
Aus eins mach zwei
Eine Stadt verdoppelt und teilt sich nicht von heute auf morgen. Zellkerne tun das aber sehr wohl. Die Zellteilung ermöglicht Fortpflanzung und Wachstum von Leben an sich. Vor der Zellteilung findet im Zellkern die Verdoppelung der DNA statt, dann wird die genetische Information streng in zwei gleiche Hälften geteilt. "Diese Replikation stellt hohe Anforderungen an die Struktur des Zellkerns, da der Zellkern plötzlich doppelt so viel Erbmaterial enthält, das später absolut präzise aufgeteilt werden muss", erklärt Pavel Kovarik. Der Zusammenhang zwischen innerer Struktur, Materialtransport und der Weitergabe von Erbinformationen ist im neuen IK zentral.
Ein Doktorand für jede Gruppe
"Klarerweise ist das Initiativkolleg kein Stand-Alone-Projekt, sondern in eine größere Struktur integriert", hält Pavel Kovarik fest. Alle zehn GruppenleiterInnen des Initiativkollegs, die vom Department für Biochemie, vom Department für Chromosomenbiologie und vom Department für Mikrobiologie und Immunbiologie kommen, haben eigene Drittmittel und sind dadurch auch in andere Netzwerke integriert. Jede/r GruppenleiterIn erhält eine/n IK-AssistentIn. Jene/r KollegialassistentIn, der/die zum Beispiel in Kovariks Gruppe kommt, wird in Kovariks laufendem Forschungsprojekt zur Dynamik des Zellkerns (EuroDYNA), das von der European Science Foundation und dem Forschungsförderungsfonds finanziert wird, mitarbeiten.
Vorteile für JungwissenschafterInnen
Durch die Eingliederung in bestehende Forschungskooperationen haben die KollegialassistentInnen bessere Möglichkeiten, ihre eigenen Netzwerke aufzubauen, weil sie auf Meetings und Konferenzen immer wieder Leute aus ihrem Forschungsbereich kennenlernen werden. Ein zusätzlicher Pluspunkt ist die Integration vor Ort. "Unsere Erfahrung hier im Haus ist, dass sich StudentInnen wohler fühlen, wenn sie in einem größeren Kreis integriert sind, weil das die Solidarität und Kollegialität fördert und der Informationsaustausch besser funktioniert", sagt Pavel Kovarik. Weiterbildungsangebote, Lehre durch GastprofessorInnen und Seminare ergänzen das Doktoratsprogramm.
Konkrete Ziele
Vor allem publikationsmäßig erhofft sich der Sprecher des IK nach den drei Jahren einen entsprechenden Output. Und auch bezüglich bestimmter Forschungsergebnisse gibt es ganz konkrete Vorstellungen: "Von der durch das IK intensivierten Zusammenarbeit erwarten wir uns ein besseres Verständnis für das Problem wie veränderte Bedingungen in der Zellumgebung, insbesondere schädliche Umwelteinflüsse, die innere Organisation des Kernes so verändern, dass eine den veränderten Bedingungen optimal angepasste Genexpression ermöglicht wird", sagt Pavel Kovarik. Weitere Erkenntnisse sollte es hinsichtlich der Reparaturmechanismen geben, die etwaige Schäden bei der Verdoppelung und Aufteilung des Erbmaterials ausgleichen. (hh) |
