Prof. Dr. Milton T. Stubbs: HALOmem – Hohe Auszeichnung der molekularen Biowissenschaften in Halle

Im Frühjahr 2008 wurde das biowissen­­schaftlichen Projekt „HALOmem – mem­­­­brane protein structure & dynamics“ zum „Zentrum für Inno­­vations­­kom­­petenz“ (ZIK)­­ unter der Leitung der drei Initiatoren Prof. Dr. Milton T. Stubbs (In­­stitut für Bio­­­­­technologie, Martin-Luther-­­­­Universität Halle-Wittenberg, MLU), Prof. Dr. Jochen Balbach (Institut für Physik, MLU) und Prof. Dr. Daniel Huster (In­­stitut für Me­­dizinische Physik und Biophysik, Uni­­versität Leipzig) gekürt.
Mit dem Pro­­gramm „Zentren für Inno­­vations­­kom­­pe­­tenz: Exzellenz schaffen, Talente sichern“ des Bundes­­minis­­ter­­i­­ums für Bildung und Forschung sollen herausragende Forschungsansätze an Hoch­­schulen und Forschungs­­ein­­rich­­tun­­­­gen in den ostdeutschen Bundes­­län­­dern zu international renommierten Zentren ausgebaut werden. Um die Förderung hatten sich 26 Initiativen be­­­worben, acht bekamen den Zuschlag, zwei da­­von aus Halle – ein großer Er­­folg für die MLU und den Wissen­­schafts­­­standort Hal­­le. Dafür stehen in den kommenden fünf Jahren für jede Ini­­ti­­a­­tive rund 6,25 Mil­­lionen Euro zur Ver­­fügung.

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Das hallesche ZIK HALOmem beschäftigt sich mit der Strukturbiologie von Membranproteinen. Im menschlichen Körper steuern und regulieren Mem­­bran­­­­proteine essenzielle physiologische Funktionen. Sie werden deshalb bei der Herstellung neuartiger, maßgeschneiderter Medikamente in Zukunft eine her­­ausragende Bedeutung haben. Die Ent­­wicklung neuer Medikamente ist ein langwieriger Prozess, der zehn Jahre und mehr in Anspruch nehmen kann. Ist das Zielmolekül eines potenziellen Wirkstoffs bekannt, kann diese Zeit ganz entscheidend verkürzt werden, sobald die Struktur mit atomarer Auflösung aufgeklärt ist. Auf diesem Wege gelang zum Beispiel die vergleichsweise schnelle Entwicklung von drei potenten Wirk­­stof­­f­­en für die AIDS-Therapie. Gerade bei Mem­­bran­­proteinen, die eine der wichtigsten Klassen für pharmakologische Anwendungen darstellen, sind strukturelle Informationen in hinreich­­en­­der Auflösung nur für wenige Ver­tre­­ter vorhanden.

Bevor eine routinemäßige Anwendung auf Seiten der Industrie möglich wird, be­­steht ein erheblicher Bedarf an Grund­­lagenforschung auf dem Gebiet der Strukturbiologie von Membran­­pro­­te­­inen. Aus diesem Grund wurde HALOmem als interdisziplinäre wissenschaftliche Einrichtung (IWE) der MLU angegliedert. HALOmem ist in der universitären Um­­ge­­bung am weinberg campus in direkter Nähe zu zahlreichen Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus den Bereichen Biotechnologie, Biomedizin und Physik angesiedelt.


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Dieses universitäre Umfeld, das tra­­diti­­o­­nell den Schwerpunkt Pro­­te­­in­­for­­sch­­ung in den Biowissenschaften be­­inhaltet, bietet den Raum und die ent­­scheidende strukturbiologische Ex­­­­­­­­­­­­­per­­tise, um die notwendigen For­­schungs­­­­schritte hin zu atomaren Struk­­turen von Mem­­bran­­­proteinen erfolgreich durchführen zu können. Mit neu zu entwickelnden Me­­tho­­­­den soll es möglich werden, die Pro­­te­­ine nicht nur in ihrer Struktur, sondern auch in ihrer Dynamik zu charakterisie­­ren. Die Er­­gebnisse dieser For­­schun­­gen sind so­­wohl für die weitere Grund­­la­­gen­­for­­schung als auch auch für In­­dustrie­­partner von großem In­­ter­­es­­se.
Die mit dem Zuschlag für das ZIK verbundene Etablierung zweier Nach­­wuchs­­­­­­gruppen unter dem Dach des HALOmem er­­möglicht es, eine breite Palette innovativer Projekte anzugehen, die sowohl die Grundlagen- als auch die angewandte Forschung be­­fruchten werden. Die erste Nach­wuchs­gruppe „Mem­­bran­­­­­­pro­­te­­in­­bio­­­­chemie“ wird von Dr. Mikio Tanabe ge­­­­lei­­tet. Der japanische Bio­­chemiker, der­­­­zeit am De­­partment of Pharma­­co­­logy des Medical Center der Vanderbilt Uni­­versi­­­ty (USA), untersucht Mem­­bran­­pro­­tein-Struk­­turen des Bak­­teriums Neis­­seria men­­­­ingitidis, Er­­reger der men­­sch­­li­­­­­ch­­en Hirn­­­­haut­­ent­­­­zün­­dung. Er­­kennt­­­­nis­­se zur Wirts-­­Pa­­tho­­gen-Er­­kenn­­­­ung, die er in HALOmem verfolgen wird, könnten zu neuen The­­ra­­pieansätzen für diese tödliche Krank­­heit führen.
Die zweite Nachwuchsgruppe „Mem­­bran­­proteinbiophysik“ wird von der deutsch­­en Biophysikerin Dr. Kirsten Bacia geleitet. Zurzeit analysiert sie am Department of Molecular and Cell Biology der University of California, Berkeley (USA), die Funktionsweise von Proteinen, die am intrazellulä­­ren Proteintransport beteiligt sind. In HALO­­mem wird ihre Arbeitsgruppe die Rekonstitution von Membran­­pro­­te­­inen und deren biophysikalisch-chemische Charakterisierung im Focus haben. Durch eine starke inhaltliche Ab­­stim­­mung werden beide For­­scher­­gruppen Hand in Hand arbeiten.

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Ein wichtiger Teil in der Wert­­schöp­­fungskette von HALOmem ist die ei­­gent­­­­liche Strukturbestimmung der Mem­­­­­­­­­­bran­­­proteine, bei der sich die Nach­­­­wuchs­­gruppen auf die interdisziplinäre Expertise und die Großgeräte der Ini­­tiatoren aus der Biotechnologie, der phy­­sikalischen Chemie sowie der Physik auf dem weinberg campus der MLU stützen können. Da die routinemäßige Auf­­klä­­rung der Struktur von Membran­­pro­­te­­inen derzeit noch eine Wunsch­­vor­­stel­­lung ist, wird HALOmem eine me­­tho­­dische und technologische Basis für die Anwendung der leistungsfähigen strukturbasierten Wirk­­stoff­­ent­­wick­­lung für pharmazeutisch relevante Mem­bran­­pro­­teine liefern.
Hiervon wird der Bio­­tech­­no­­lo­­gie­­stand­­ort Halle mit seinen universitären und außeruniversitären Einrichtungen sowie den angesiedelten Firmen nachhaltig profitieren. Die Initiatoren des ZIK HALOmem arbeiten bereits eng mit den ortsansässigen Biotech-Firmen Scil Proteins GmbH sowie Probiodrug AG zusammen. Diese existierenden Indus­­trie­­kontakte werden von HALOmem weiter ausgebaut, um sich nach der Phase der Grundlagenforschung schritt­­­­­­­­weise in Richtung Anwendung zu entwickeln. Damit wird HALOmem als ei­­gen­­stän­­di­­ges Zentrum für Inno­­va­­tions­­kom­­petenz fortbestehen und Be­­­­schäf­­tigung in der Region schaffen.

Als fokussiertes Zentrum an einem Standort mit einer state-of-the-art In­­frastruktur, kurzen Transportwegen und optimalen Ab­­stimm­­ungs­­mög­­lich­­kei­­ten, konnte sich HALO­­mem erfolgreich eta­­blieren. Wir gehen davon aus, dass die For­­schungs­­tätigkeit auf diesem Ge­­biet die internationale Re­­pu­­ta­­tion des Stand­­orts im Bereich der Bio­­wis­­sen­­schaf­­ten mit Schwerpunkt Pro­­te­­in­­for­­schung wei­­ter stärken wird.

Mikroskop_Kristall_2Der Autor wurde 1962 in New York ge­­bo­­ren. Er studierte und promovierte in Dur­­ham, Oxford und Edinburgh. 1987 trat er der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Robert Huber (Nobelpreisträger für Che­­mie) am Max-Planck-Institut für Bio­­che­mie in Mar­­tins­­ried bei. Nach Auf­­enthalten in Stock­­holm sowie an der Universität Marburg ist er seit 2002 Professor für Physi­­ka­­li­­sche Bio­tech­­no­­lo­­gie an der Universität Halle.