FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR MOLEKULARBIOLOGIE UND ANGEWANDTE OEKOLOGIE IME

JAHRE

JAHRESBERICHT 2019 60 JAHRE FORSCHUNG VON HEUTE FÜR MORGEN UND ÜBERMORGEN Vorwort Das Institut Aus der Im Gespräch Im Fokus Ausgewählte Menschen Fakten 2019 F o r s c h u n g Publikationen u n d E r e i g n i s s e I m p r e s s u m

4 | 5 6 | 27 28 | 41 42 | 47 48 | 53 54 | 61 62 | 73 74 | 116

Geschichte aus 60 Jahren Die Radioküche – quo Biologischer Pflanzen- Blütenentwicklung Plant cell packs genannt Kurz berichtet Publikationen ­vadis, Molekül? schutz: Mit Mikroben ­verstehen – pflanzliche Cookies – backe, backe Mitarbeiter, ­Begegnungen, Das Fraunhofer IME im gegen Schadinsekten Biomasse gezielt steigern! Protein Erfolge und neue Pespektiven Patente Profil Bunte Kartoffeln Interview mit PD Dr. Gundula Noll am Fraunhofer IME Dr. Kwang-Zin Lee Charakterisierung von Bachelor-, Master-, Staats- Das Fraunhofer IME in der Translation von Forschung Protein-Wechselwirkun- examens- und Doktor­ Fraunhofer-Gesellschaft in die medizinische gen in lebenden Zellen arbeiten ­Anwendung Kuratorium Mechanismen der Kaut- Netzwerke in Wissenschaft Virulenz-Inhibitoren aus schukbiosynthese im und Industrie Geschäftsfelder, -bereiche Insekten zur Therapie von Löwenzahn entschlüsseln Molekulare Biotechnologie, Lungeninfektionen Bildquellen Angewandte Oekologie Wirkungen von Insekten-

und Bioressourcen, CO2-Abgase mit Bakterien mehl auf den Fettstoff- Impressum Translationale Medizin recyceln wechsel

Institutsleitung und Mit künstlicher Intelligenz Neue Erkenntnisse Information Standorte das biologische Alter zum Mechanismus von ­vorhersagen ­Caspase-6 Aus Gründen der besseren Das Institut in Zahlen Lesbarkeit haben wir auf die Biokonzentrations­ gleichzeitige Verwendung der studien mit dem Krebs­ geschlechtsdifferenzierenden tier Hyalella azteca Sprachformen verzichtet. Sämtliche Personenbezeich- nungen gelten gleichermaßen für alle drei Geschlechter. 60 JAHRE: TEMPORA MUTANTUR, NOS ET MUTAMUR IN ILLIS

70 Jahre Fraunhofer-Gesellschaft und 60 Jahre Fraunhofer am Standort Schmallenberg: Gleich rung für eine nachhaltige (Bio-)Produktion zu nutzen. Ein weiteres Highlight ist die Markteinfüh- zwei gute Gründe zu feiern. Am 1. Dezember 1959 integrierte die Fraunhofer-Gesellschaft das rung eines Fahrradreifens mit Latex aus dem russischen Löwenzahn – die Optimierung der Pflanze zwei Jahre zuvor von Dr. Karl Bisa in ­Schmallenberg gegründete Forschungslabor als Fraunhofer-­ und der Prozess zur Extraktion des Wertstoffs wurden am Fraunhofer IME in Münster etabliert. Institut für Aerobiologie IAe. Die Standorte Frankfurt am Main und Hamburg des Bereichs »Translationale Medizin« verfolgen Der Bereich »Angewandte Oekologie und Bioressourcen« feierte 2019 den 60. Jahrestag in Kooperation mit anderen Fraunhofer-Instituten das Ziel, mit transdisziplinärer Spitzenforschung der Gründung des Fraunhofer-Standorts Schmallenberg. Zunächst befasst mit inhalations­ den medizinischen Fortschritt zu gestalten. Dabei spielt das sog. 4D-Konzept eine bedeutende toxikologischen Fragestellungen war dies der Ausgangsort für die Fraunhofer-Gesundheits- Rolle. Um die 4D (»Drugs«, »Diagnostics«, »Data«, »Devices«) optimal zum Nutzen der Patienten forschung. Nach Umsiedlung des Instituts für Toxikologie und Aerosolforschung ITA nach adressieren zu können, müssen Experten aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen (Ärzte, Hannover ­(heute: ­Fraunhofer ITEM) wurde ab 1985 die Umweltrisikobewertung von Stoffen Naturwissenschaftler, Informatiker, Ingenieure) zusammenarbeiten. Die Fraunhofer-Gesellschaft ist zum ­dominanten Thema in Schmallenberg. Inzwischen beansprucht der Bereich Angewandte die einzige Forschungseinrichtung, die aufgrund ihrer Institutsvielfalt im Stande ist, die 4D in der Oekologie in ­Schmallenberg eine europaweite Führungsposition hinsichtlich der Forschung an Gesundheitsforschung optimal abzubilden und ist somit der ideale Partner für innovative Entwick- und Entwicklung von stoffbezogenen Testverfahren (OECD, EU, DIN/ISO), Teststrategien und lungsprojekte. So finden zunehmend auch Methoden der künstlichen Intelligenz und des maschi- Bewertungskonzepten für Umweltschutz und Verbraucherexposition; er ist als wissenschaftlicher nellen Lernens Anwendung, wie z. B. bei der Entwicklung eines digitalen Zwillings im Leitprojekt Mediator zwischen ­Regulation und Industrie anerkannt und geschätzt. Dies spiegelt sich auch in MED²ICIN und eines Algorithmus für den Test des biologischen Alters. Im Zuge des Ausbaus der der konstanten Steigerung an Umsatz und Mitarbeitenden wider, die sich in den letzten 11 Jahren Biobank konnte mit dem Deutschen Rheuma-Forschungszentrum Berlin, eine strategische Koope- bei gleichbleibend hohem Wirtschaftsertragsanteil von über 50 Prozent verdoppelten und den ration auf dem Gebiet der Spondyloarthritiden etabliert werden. Außerdem ist das Fraunhofer IME aktuellen Neubau von ­Laborkapazitäten und Versammlungsräumen notwendig machten. strategischer Forschungspartner eines US-Biotechunternehmens zur Entwicklung eines Wirkstoffs Der Bereich Bioressourcen in Gießen hat sich durch die LOEWE-Förderung des Landes ­Hessen für eine seltene Erkrankung. Von besonderer Bedeutung sind unsere Bemühungen zur Etablierung zur führenden Einrichtung in der Insektenbiotechnologie entwickelt und wird 2020 den einer Entzündungsklinik als integratives Konzept zur effektiven Behandlung von immunmediierten ­Neubau ­beziehen. Eine Kernaufgabe ist die Erschließung von Biodiversität als Bioressource für Erkrankungen. Das Ziel ist eine innovative und kostenintelligente Verknüpfung von exzellenter die ­Bioökonomie. Plattformen sind u. a. die von Sanofi übernommene Stammsammlung mit transdisziplinärer Forschung mit interdisziplinärer Versorgung zum Wohl der Patienten und nach- ­Mikroorganismen und eine Bibliothek mit Tiergiften. Der Bereich Bioressourcen entwickelt innova- haltigen Stärkung der Gesundheitswirtschaft in Deutschland. tive ­Technologien für die nachhaltige Kontrolle von Schad- und Vektorinsekten, für die industrielle Nutzung von Insekten (Insect Farming) sowie für die Erhaltung der Biodiversität. Zum Abschluss bedanken wir uns bei allen, die mit Ihrem Einsatz und Ihrer Unterstützung zu dem erfolgreichen Jahr 2019 beigetragen haben: Unseren Geschäfts- und Kooperationspartnern Auch der Bereich »Molekulare Biotechnologie« besteht inzwischen schon seit 20 Jahren und hat ­danken wir für die sehr gute und vertrauensvolle Zusammenarbeit, unseren Mitarbeitern für ihr seine Aktivitäten in der weißen und grünen Biotechnologie weiter ausgebaut. Eine Reihe von großes Engagement. Wir wünschen allen Beteiligten ein ebenso erfolgreiches Jahr 2020 und bioökonomischen Prozessen und Produkten wurde zusammen mit Industriepartnern in die kom- bleiben Sie gesund! merzielle Anwendung überführt, so z. B. pflanzliche Stammzellen für die Kosmetikindustrie, ein zellfreies Expressionssystem, eine Amylose-freie Kartoffelsorte und Reifen mit Naturkautschuk aus alternativen Pflanzenquellen. Ein weiterer Schwerpunkt am Standort in Aachen ist die Nutzung anaerober Bakterien, um aus Abgasen der Stahlindustrie verschiedene Alkohole und Flugbenzin Frankfurt am Main, Schmallenberg und Aachen im März 2020 herzustellen, sowie das Leistungszentrum »Vernetzte, adaptive Produktion«, durch das anspruchs- volle Wertschöpfungsketten zur Herstellung technischer und auch biologischer Produkte deutlich flexibler und effizienter gestaltet werden sollen. Nach drei erfolgreichen Jahren erreichten die drei beteiligten Aachener Fraunhofer-Institute IME, ILT und IPT eine Projektverlängerung um zunächst Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Prof. Dr. Christoph Schäfers Prof. Dr. Stefan Schillberg ein weiteres Jahr mit einer geplanten Verdauerung ab 2021, um die Möglichkeiten der Digitalisie-

4 5 DAS INSTITUT

Geschichte aus 60 Jahren

Das Fraunhofer IME im Profil

Das Fraunhofer IME in der Fraunhofer-Gesellschaft

Kuratorium

Geschäftsfelder, -bereiche Molekulare Biotechnologie, Angewandte Oekologie und Bioressourcen, Translationale Medizin

Institutsleitung und Standorte

Das Institut in Zahlen

»1«

Vor 60 Jahren wurde das Forschungslabor am Stand- ort Schmallenberg in die ­Fraunhofer-Gesellschaft überführt.

7 GESCHICHTE AUS 60 JAHREN 2008 Die Fraunhofer-Allianz Food Chain Management wird 2015 Prof. Prüfer und Dr. Schulze Gronover vom Fraunhofer gegründet. Unter der Federführung des Fraunhofer IME, IME sowie Dr. Recker von der Continental Reifen Deutschland Die Gründung der Fraunhofer-Gesellschaft am 26. März 1949 nung des Schmallenberger Standorts in Fraunhofer-Institut für Bereich »Angewandte Oekologie«, bündelt sie mehrere GmbH erhalten für ihre Forschung am Russischen ­Löwenzahn legte den Grundstein für die führende Organisation im Bereich Umweltchemie und Ökotoxikologie IUCT spiegelt die neuen ­Fraunhofer-Institute, um die Lebensmittelsicherheit zu verbes- und die Entwicklung der Anwendung den Joseph-von-­ der angewandten Forschung und Entwicklung in Europa. Das Forschungsschwerpunkte des Instituts wider. sern. Fraunhofer-Preis. Fraunhofer IME ist eins der ersten zehn Fraunhofer-Institute. 1992 Aus dem Zentralinstitut für Ernährung der ehemaligen 2009 An der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) wird die 2017 Prof. Fischer verlässt das Fraunhofer IME und übergibt 1959 Am 1. Dezember wird ein von Dr. Bisa in Schmallen- Akademie der Wissenschaften der DDR geht die »Einrichtung Fraunhofer IME Projektgruppe »Bio-Ressourcen« unter der die Institutsleitung an die kommissarischen Institutsleiter berg gegründetes Forschungslabor als Fraunhofer-Institut für Biochemische Ökotoxikologie« in Potsdam hervor, die sieben Leitung von Prof. Vilcinskas eingerichtet. Die Insektenbio- Prof. Geißlinger, Prof. Schäfers und Prof. Schillberg. Prof. ­Aerobiologie IAe in die Fraunhofer-Gesellschaft eingegliedert. Jahre als Außenstelle des Instituts besteht. technologie wird in den folgenden Jahren an der JLU und bei Geißlinger ist geschäftsführender Institutsleiter und Gesund- Noch im selben Jahr beginnt der Bau des Hauptgebäudes. Fraunhofer etabliert und zum LOEWE-Zentrum ernannt. heitsforschungsbeauftragter der Fraunhofer-Gesellschaft. Das 1998 Zur Verstärkung der biotechnologischen Kompetenz der Institut wird in die drei Bereiche »Molekulare Biotechnologie«, 1969 Das Institut ist auf etwa 70 Mitarbeiter angewachsen Fraunhofer-Gesellschaft wird am Fraunhofer IUCT die Abtei- 2010 An der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster ­»Translationale Medizin«, »Angewandte Oekologie und Bio- und wird von Dr. Oldiges, Dr. Rüterjans und Prof. Stöber lung »Molekulare Biotechnologie« unter der Leitung von Dr. (WWU) wird in Kooperation mit dem Lehrstuhl Pflanzenbio- ressourcen« restrukturiert. ­geleitet. Im Vordergrund steht der Schutz des Menschen vor Fischer gegründet. Für seine Verdienste um die ökologische technologie von Prof. Prüfer die Außenstelle »Pflanzliche Luftschadstoffen. Bis 1971 erfolgt die Finanzierung über­ Chemie wird Prof. Klein das Bundesverdienstkreuz am Bande Biopolymere« des Fraunhofer IME eröffnet. 2018 Das Fraunhofer IME konstituiert mit den weiteren wiegend durch das Bundesministerium der Verteidigung. des Verdienstordens der Bundesrepublik Deutschland verliehen. Kerninstituten IZI und ITEM das Fraunhofer Cluster of Excel- 2011 Für die Entwicklung einer Produktionsplattform für lence for Immune-Mediated Diseases CIMD. Zentrales Ziel ist 1972 Das Bundesministerium für Forschung und Tech- 2000 Die Umweltprobenbank des Bundes wird als langfristiges pflanzenbasierte Arzneimittel werden Prof. Schillberg, Dr. die Translation innovativer Ideen und identifizierter Targets nologie übernimmt die institutionelle Förderung der Archiv zur Dokumentation des Umweltzustands in Deutsch- Rademacher sowie Dr. Drossard mit dem Fraunhofer-Preis in individualisierte Therapien für Immunerkrankungen. Das ­Fraunhofer-Gesellschaft. Am Fraunhofer IAe rücken Fragestel- land am Fraunhofer IUCT in Schmallenberg eingeweiht. Dr. Technik für den Menschen ausgezeichnet. ­Fraunhofer IME ist maßgeblich an der Konzeption der PoC-Ini­ lungen des allgemeinen Umweltschutzes in den Vordergrund. Fischer erhält den Lehrstuhl für Molekulare Biotechnologie an tiative von Helmholtz-Fraunhofer-Deutsche Hochschulmedizin der RWTH Aachen University. 2012 Die neue Fraunhofer-Projektgruppe »­Translationale beteiligt und gehört zu vier geförderten Projekten der Pilot- 1979 Das Institut wird in Fraunhofer-Institut für ­Toxikologie Medizin und Pharmakologie« nimmt, mithilfe der LOEWE-­ phase. Ferner ist das Institut am Leitprojekt MED²ICIN beteiligt. und Aerosolforschung ITA umbenannt. Es erhält den zwei- 2001 Ende September wird Prof. Klein in den Ruhestand Förderung des Lands Hessen, an der Goethe-Universität ten Standort Hannover mit dem Forschungsschwerpunkt verabschiedet. Prof. Fischer wird neuer Institutsleiter. Dr. Frankfurt am Main ihre Arbeit auf. Unter der Leitung von Prof. 2019 Unser sechzigstes Jahr ist durch Bauvorhaben geprägt: In »Menschliche Gesundheit« unter der Leitung von Prof. Stöber. ­Schillberg erhält den Joseph-von-Fraunhofer-Sonderpreis für Geißlinger entsteht dort in den folgenden Jahren ein ­LOEWE- Gießen wird der Institusteil Bioressourcen seinen Institutsneu- In Schmallenberg wird der Fokus auf den Schutz der Umwelt seine Forschungsarbeit zum Molecular Farming. Aufgrund Zentrum, welches die Wirkstoffforschung, die präklinische/ bau beziehen, die Translationale Medizin plant einen Instituts- gelegt. Leiter ist weiterhin Dr. Oldiges. der Erfolge der Abteilung »Molekulare Biotechnologie« klinische Modellentwicklung und die klinische Forschung neubau in Frankfurt und in Schmallenberg sind umfangreiche wird der Name in Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie zusammenführt. Um- und Neubaumaßnahmen in vollem Gange. 1983 Prof. Klein übernimmt, zunächst gemeinsam mit Dr. und ­Angewandte Oekologie IME geändert. Das Fraunhofer­ Oldiges, die Leitung in Schmallenberg. Der Verbleib von IME wird Gründungsmitglied des Fraunhofer-Verbunds 2014 Mit der Integration der European ScreeningPort GmbH Das Fraunhofer IME hat in den vergangenen 60 Jahren seine ­Chemikalien in der Umwelt und deren Auswirkungen auf Life Sciences, der den Biowissenschaften innerhalb der in Hamburg in das Fraunhofer IME baut das Institut seine eigene Geschichte geschrieben - und die ist noch lange nicht ­Umweltorganismen stehen nun im Mittelpunkt der Forschung. ­Fraunhofer-Gesellschaft stärkeres Gewicht verleiht. Schlagkraft in der pharmazeutischen Wirkstoffforschung zu Ende. Angetrieben von unserem Forschergeist erfinden und weiter aus. Die Arbeit des Kooperationsprojekts zu Naturkaut- sichern wir die Welt von morgen und übermorgen. Denn die 1985 Aus den Standorten Schmallenberg und Hannover 2006 Der Bereich »Molekularbiologie« bezieht ein eigenes, schuk aus Russischem Löwenzahn wird mit dem GreenTec Zukunft ist seit jeher unser Antrieb für die Entwicklung nach- werden zwei unabhängige Fraunhofer-Institute. Die Umbenen- nahe der RWTH Aachen University gelegenes, neues Gebäude. Award ausgezeichnet. haltiger Lösungen im Dienst für Mensch und Umwelt.

8 9 A AE MB BR TM

DAS FRAUNHOFER IME IM PROFIL Molekulare A n g e w a n d t e O e k o l o g i e Translationale Medizin Biotechnologie und Bioressourcen

Das Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME umfasst Als Basis der Bioökonomie trägt Wir entwickeln experimentelle und Die translationale Medizin trägt nach- seit Beginn des Jahres 2017 die drei Bereiche »Molekulare Biotechnologie«, »Angewandte die Biotechnologie nachhaltig zur modellbasierte Methoden zur Analyse haltig zur Entwicklung therapeutischer ­Oekologie und Bioressourcen« und »Translationale Medizin«. Seit 2018 ist Prof. Dr. Dr. Gerd ­wissensbasierten Erzeugung und der Risiken von Stoffen für die Um- und diagnostischer Ansätze für bisher Geißlinger geschäftsführender Institutsleiter. Bereits seit Januar 2017 hatte er diese Funktion Nutzung ­biogener Rohstoffe in der welt sowie zur Analyse der Exposition unzureichend oder nicht behandelbare kommissarisch inne. Prof. Dr. Schillberg und Prof. Dr. Schäfers sind kommissarische ­Mitglieder Industrie bei. Wir etablieren bedarfs- von Verbrauchern durch Stoffe in der Erkrankungen bei. Der Bereich Transla- der Institutsleitung. optimierte Pflanzen, tierische Zellen Umwelt. Dabei agieren wir häufig als tionale Medizin positioniert sich entlang und Mikroorganismen für verschiedene wissenschaftlicher Vermittler zwischen der pharmazeutischen Wertschöpfungs- Das Fraunhofer IME ist ein starker Partner für Vertragsforschung in den Bereichen Pharma, Anwendungen: Für die Produktion von kommerzieller Produktion und gesetzli- kette von der Target Identifizierung über Medizin, Chemie, Bioökonomie, Landwirtschaft sowie Umwelt- und Verbraucherschutz. Unser Nahrungsmitteln und nachwachsenden cher Regulation. Darüber hinaus erarbei- das Wirkstoffscreening, die translatio- Forschungs- und Dienstleistungsangebot richtet sich an die Industrie, an kleine und mittelstän- Rohstoffen, für technische und phar- ten wir Konzepte für eine nachhaltige nale präklinische Validierung bis hin zur dische Unternehmen und die öffentliche Hand. Im Jahr 2019 bestanden Kooperationen mit mazeutische Proteine sowie für den landwirtschaftliche Stoffproduktion und klinischen Prüfung. Ein Schwerpunkt etwa 100 nationalen und internationalen Kunden aus der Industrie sowie mit mehreren inter- Umgang mit anthropogen erzeugten identifizieren Wirkstoffe aus Biores- liegt dabei auf der Repositionierung nationalen Industrieverbünden, für die vertrauliche Projekte realisiert wurden. Schadstoffen, wie klimaschädlichen sourcen wie Kulturpflanzen, Mikroor- bekannter Wirkstoffe auf den Indika- Die interdisziplinäre Organisation des Instituts ermöglicht dabei das bereichs- und schwerpunkt­ Gasen, die wir zur Herstellung wertvol- ganismen und Insekten. Ein weiterer tionsgebieten Schmerz, rheumatoide übergreifende Bearbeiten komplexer Projekte, bei Bedarf auch in Kooperation mit externen ler Stoffe erschließen. Durch Synergien Schwerpunkt unserer Aktivitäten ist die Arthritis, Sepsis, multiple Sklerose und Instituten und Partnern. Wir arbeiten eng verzahnt mit der Grundlagenforschung und sind unserer Aktivitäten in der Grünen und Entwicklung biologischer und biotech- Entzündungsauflösung. Wir bieten ein international vernetzt. Unsere Labore mit modernster Ausstattung und komplexen Umwelt­ Weißen Biotechnologie haben wir uns in nologischer Methoden zur Kontrolle hochspezialisiertes Spektrum an Krank- simulationsanlagen ermöglichen ein breites Forschungs- und Dienstleistungsangebot sowie der Forschungslandschaft und am Markt von Schad- und Vektorinsekten und die heitsmodellen, hoch sensitiver Analytik, Studien nach guter Laborpraxis (GLP). erfolgreich etabliert. Wir bieten unseren Nutzung von Insekten zur Gewinnung Bioinformatik und Biomarker-Plattfor- Partnern in Behörden, Akademia und von Proteinen aus organischen Abfällen. men. Für einen maximalen Erkenntnisge- Ende 2019 hatte das Institut 533 Mitarbeiter an den Standorten Aachen, Münster, Industrie ein umfassendes Forschungs- winn und zur Reduzierung der Ausfallra- ­Schmallenberg, Gießen, Frankfurt am Main und Hamburg. Es ist personell und inhaltlich und Dienstleistungsangebot. ten werden klinische Prüfungen von uns eng verknüpft mit dem Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen der ­Universität nach dem Standard »Quality by Design« ­Münster, dem Institut für Klinische Pharmakologie der Goethe-Universität Frankfurt am geplant und durchgeführt. Main, dem Institut für Angewandte Entomologie der Justus-Liebig-Universität Gießen und dem 2016 in Gießen eingerichteten, weltweit ersten Institut für Insektenbiotechnologie. Wir stehen in einem regen wissenschaftlichen Austausch mit weiteren Hochschulen und anderen ­Forschungseinrichtungen. Ziel der Zusammenarbeit ist es, Trends und Entwicklungen frühzeitig zu ­erkennen und neue Forschungsansätze und Technologien zu entwickeln und umzusetzen. Kennzeichnung im Jahresbericht

AE MB Bereich BR Bereich TM Bereich Molekulare Biotechnologie Angewandte Oekologie Translationale Medizin und Bioressourcen

10 11 DAS FRAUNHOFER IME KURATORIUM IN DER FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT

Vor 70 Jahren gegründet, ist die Fraunhofer-Gesellschaft heute Die Fraunhofer Cluster of Excellence fördern die kooperati- Die Kuratoren beraten die Organe der Fraunhofer-Gesellschaft sowie die Institutsleitung und fördern die Verbindung des die weltweit führende Organisation für anwendungsorien­ ve Entwicklung und Bearbeitung systemrelevanter Themen ­Fraunhofer IME zu Partnern aus Industrie, Wissenschaft und öffentlichem Bereich. tierte Forschung. Mit ihrer Fokussierung auf zukunfts­relevante durch eine institutsübergreifende Forschungsstruktur in einem Mitglieder des Kuratoriums im Berichtsjahr waren Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergeb­ ­»virtuellen Institut«. Im Fraunhofer Cluster of Excellence for nisse in Wirtschaft und Industrie spielt sie eine zentrale Rolle Immune-­Mediated Diseases CIMD ist das Fraunhofer IME eins Dr. Harald Seulberger (Vorsitzender) Prof. Dr. Ulrich Rüdiger im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für der drei Kerninstitute. BASF SE, Limburgerhof Rektor der RWTH Aachen University, Aachen (Gast) ­innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz­ www.cimd.fraunhofer.de wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und Dr. Carl Bulich Dr. Karin Schlesier ­unserer Zukunft. Die Organisation betreibt in Deutschland Leistungszentren organisieren den Schulterschluss der univer- Bundesverband Deutscher Pflanzenzüchter e. V., Bonn Bundesinstitut für Risikobewertung, Berlin derzeit 74 Institute und Forschungseinrichtungen. sitären und außeruniversitären Forschung mit der Wirtschaft. Rund 28 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, überwiegend Universitäten, Hochschulen, Fraunhofer-Institute und weitere Dr. Friedrich Dechet Prof. Dr. Angelika Vollmar mit natur- oder ­ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung, Akteure arbeiten an einem Standort themenspezifisch zusam- Industrieverband Agrar (IVA), Frankfurt am Main Ludwig-Maximilians-Universität München, München erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 2,8 Milliarden men, um Innovationen schnell in die Anwendung zu bringen. Euro. Davon fallen 2,3 Milliarden Euro auf den Leistungs­ Am Standort Aachen engagiert sich das ­Fraunhofer IME im Prof. Dr. Adolf Eisenträger Prof. Dr. Johannes Wessels bereich Vertragsforschung. Leistungszentrums »Vernetzte, adaptive Produktion«. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau Rektor der Westfälische Wilhelms-Universität Münster, www.vernetzte-adaptive-produktion.de ­Münster (Gast) Die Fraunhofer-Institute sind in acht thematisch orientierten Stefan Lütke Entrup Verbünden gebündelt. Deren Ziele sind die fachliche Abstim- Mit den Leitprojekten setzt die Fraunhofer-Gesellschaft strate- Gemeinschaft zur Förderung von Pflanzeninnovation e. V., Dr. Hans-Ulrich Wiese mung innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft, die Bündelung gische Schwerpunkte, um konkrete Lösungen zum Nutzen für Bonn Ehemals Fraunhofer-Vorstand (ständiger Gast) von Kernkompetenzen und ein gemeinsames Auftreten am den Standort Deutschland zu entwickeln. Ziel ist es, wissen- Markt. Das Fraunhofer IME ist im Fraunhofer-Verbund Life schaftlich originäre Ideen schnell in marktfähige Produkte Prof. Dr. Heyo Kroemer (stellvertretender Vorsitzender) Prof. Dr. Birgitta Wolff Sciences organisiert, einer naturwissenschaftlich-technologi- umzusetzen. Das Fraunhofer IME bringt seine Expertise in das Vorstandsvorsitzender Charité - Universitätsmedizin Berlin, Präsidentin der Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt am schen Gemeinschaft hochqualifizierter Experten aus Schlüssel- Leitprojekt MED²ICIN ein. Berlin Main (Gast) bereichen der modernen Lebenswissenschaften. https://websites.fraunhofer.de/med2icin/ www.lifesciences.fraunhofer.de Prof. Dr. Joybrato Mukherjee Das Fraunhofer-Netzwerk Nachhaltigkeit ist eine Initiativ­ Präsident der Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen (Gast) Die jährliche Kuratoriumssitzung fand am 16. Mai 2019 am Institute oder Abteilungen von Instituten mit unterschiedlichen gemeinschaft von 20 Fraunhofer-Instituten mit dem Ziel, die Fraunhofer IME in Schmallenberg statt. Den Vorstand der Kompetenzen kooperieren in Fraunhofer-Allianzen, um ein Integration von nachhaltigkeitsrelevanten Themen in der Ministerialrätin Andrea Noske Fraunhofer-Gesellschaft vertrat Dr. Johannes Landes, Direktor Geschäftsfeld gemeinsam zu bearbeiten und zu vermarkten. Fraunhofer-Gesellschaft zu fördern. Bundesministerium für Bildung und Forschung, Berlin FuE-Verträge und IPR. Das Fraunhofer IME engagiert sich in zwei Allianzen: www.fraunhofer.de/de/ueber-fraunhofer/corporate-res- Big Data und Künstliche Intelligenz: www.bigdata. ponsibility/governance/nachhaltigkeit/fraunhofer-netz- Dr. Dr. h.c. Christian Patermann fraunhofer.de werk-nachhaltigkeit.html Ehemals Direktor Generaldirektion Forschung der Food Chain Management: www.fcm.fraunhofer.de ­Europäischen Kommission, Bonn

12 13 GESCHÄFTSFELDER MOLEKULARE BIOTECHNOLOGIE

Bioproduktion und Agroscience für Lebens- Proteinproduktion Industrielle Biotechnologie und Futtermittel

Das Geschäftsfeld »Bioproduktion und Das Geschäftsfeld »Agroscience für Das Fraunhofer IME bietet umfassende Industrielle Biotechnologie« konzentriert Lebens- und Futtermittel« deckt die Expertise im Design, der Produktion, der sich auf die Identifizierung, nachhal- landwirtschaftliche Wertschöpfungs- Reinigung und Charakterisierung re- tige Produktion, Verarbeitung und kette von der »Farm bis auf den kombinanter Proteine, vom Identifizieren Optimierung hochwertiger natürlicher Teller« ab und konzentriert sich auf die eines geeigneten Kandidaten über die Verbindungen. Dazu gehören chemi- Entwicklung neuer oder Verbesserung Prozessentwicklung bis hin zur Produk- sche Bausteine, biobasierte Kraftstoffe, bestehender Pflanzeneigenschaften, tion im Kilogramm-Maßstab und dem Feinchemikalien, Biomaterialien sowie Nahrungspflanzen und Schlüsseltech- Herstellen von klinischem Material unter Proteine für industrielle Anwendungen nologien. Unser Ziel ist es, Qualität und GMP-Bedingungen. Je nach Zielprotein und Konsumgüter. Die entsprechenden Ausbeute landwirtschaftlicher Erzeugnis- und Produktionsmaßstab werden unter- Stoffe erzeugen wir mit einer Vielfalt an se zu steigern, ebenso wie die Fähigkeit schiedliche Produktionssysteme genutzt: Organismen, von Mikroorganismen über von Pflanzen, in verschiedenen Umge- Mikroorganismen, pflanzliche und Pflanzenzellen bis zu tierischen Zellen. bungen zu gedeihen und unterschied- tierische Zellen oder Pflanzen, aber auch Dabei betrachten wir das vollständige lichen Schädlingen und Krankheiten zu zellfreie Expressionssysteme. In jüngster Wertschöpfungsnetzwerk, Target-Iden- widerstehen. Zeit ist der Bedarf an rekombinanten tifizierung und Screening, Entwicklung Diese Eigenschaften entwickeln wir je Proteinen in den Kilogramm-Maßstab und Optimierung von Produktions- nach Projekt mit oder auch ohne gene- gestiegen. Dies gilt für den Medizin-, stämmen sowie die Skalierung von tische Modifikation. Wir nutzen dabei Agro- und Kosmetikbereich sowie für Prozessen aus dem Labormaßstab bis in Schlüsseltechnologien wie »Genome technische Anwendungen. Zudem strebt Pilotanlagen für die künftige industrielle Editing« oder »TILLING«. Die in diesem das Institut an, neue Kandidaten für die MB Herstellung und Downstream-Prozessen Geschäftsfeld aktiven Abteilungen und eigene Produktpipeline, zur direkten Prof. Dr. Stefan Schillberg einschließlich der Evaluierung der öko- Projektgruppen konzentrieren sich auf Vermarktung oder Weiterentwicklung [email protected] nomischen Machbarkeit. Präzisionszüchtungsverfahren und gen- mit Industriepartnern zu etablieren. Im Wir bieten somit umfassendes Know- technisch veränderte Pflanzen. Auf Basis Fokus stehen technische Enzyme, Nah- how in der Entwicklung innovativer Bio- dieses umfassenden Know-hows kann rungsmittelproteine sowie therapeutisch technologie-Plattformen und optimierter das Fraunhofer IME als bevorzugter und diagnostisch nutzbare Proteine. Prozesse. Verschiedene Produkttypen Partner für akademische Labore, KMUs werden abgebildet: Basis Chemikali- und große Agrobusiness-Unternehmen en und Brennstoffe wie Isopropanol, agieren. Forschungs- und Isopren und Hexanol, pflanzenbasierte Dienstleistungsangebot Metabolite und Polymere wie Natur- Molekulare Biotechnologie MB kautschuk, Inulin, Cellulose, industrielle Prof. Dr. Dirk Prüfer Stärken, hochveredelte Feinchemikalien, www.ime.fraunhofer.de/MB/FD [email protected] Proteine und industrielle Enzyme.

14 15 GESCHÄFTS- BEREICHE ANGEWANDTE OEKOLOGIE UND BIORESSOURCEN

Umweltsicherheit von Lebensmittelsicherheit Nachhaltige landwirtschaft- Bioressourcen Insektenbiotechnologie

Stoffen und -qualität liche Stoffproduktion 4C24C für die Bioökonomie

Wir nutzen unsere Kompetenzen in der Die Lebensmittelqualität hängt von der Bereichsübergreifend erarbeiten wir Wir erschließen Organismengruppen Mit der Entwicklung und dem Einsatz Umweltanalytik, der experimentellen Erzeugung, Primärprozessierung und Konzeptbeiträge für eine nachhaltige mit großer Biodiversität wie Insekten, biotechnologischer Methoden machen Umweltchemie und Ökotoxikologie Weiterverarbeitung der Agrarrohstoffe landwirtschaftliche Stoffproduktion für Bakterien und Pilze als Bioressourcen, wir Insekten, von ihnen stammende sowie der Modellierung von Verbleib ab. Wir beschäftigen uns mit den Qua- eine diverse Bioökonomie: Connecting indem wir mit innovativen Technologien Moleküle, Zellen, Organe oder assoziier- und Wirkung von Stoffen, um deren litätseigenschaften von Rohstoffen und niches to Chains of bioeconomic value und etablierten Plattformen Natur- te Mikroorganismen für Anwendungen Risiken in der Umwelt zu analysieren. In Lebensmitteln und deren Belastungen added for Circular flow in a Climax stoffe isolieren und charakterisieren. nutzbar. Es resultieren Produkte oder Abstimmung mit den Regulationsbehör- durch Schadstoffe. Dabei adaptieren wir economy. Dazu nutzen wir u. a. die Diese evaluieren wir im Hinblick auf Dienstleistungen für die Medizin, die den identifizieren wir Fragestellungen zum Beispiel bestehende Analysever- Fraunhofer-Technologien des Leitprojekts Anwendungspotenziale in der Medizin, industrielle Biotechnologie sowie die und entwickeln Testrichtlinien, um fahren zum Metabolismus von Pflan- Cognitive Agriculture, um mit neuen im Pflanzenschutz und in der industri- Lebens- und Futtermittelindustrie. Über diese zu adressieren. Wir sind Partner zenschutzmitteln in Nutzpflanzen und Nutzpflanzen (Crops) und veränder- ellen Biotechnologie. So werden neue die Verwendung von Molekülen hinaus, der Industrie für die Durchführung und -tieren auf Tierarzneimittel und Futterzu- ter Nutztierhaltung (Cattle/livestock) Moleküle identifiziert, um Antibiotika nutzen wir Insektenzellen als Expres- Bewertung komplexer experimenteller satzstoffe. Wir entwickeln auch zellme- sozioökonomische und ökologische oder Substanzen für die Lebens- und sionssysteme für Proteine oder Insek- und modellbasierter Studien mit wissen- tabolische Alternativen zu Tierversuchen. Anforderungen (Community claims) Futtermittelindustrie wie Aromastoffe, tenantennen als Biosensoren für Drogen schaftlichem Anspruch. Die Analyse und Ab- und Umbauprodukte verfolgen wir zu erfüllen. Dabei berücksichtigen wir Konservierungsmittel und Enzyme zu und Sprengstoffe. Zudem entwickeln Klassifizierung molekularer Wirkmecha- anhand radioaktiver Markierungen, auch differenzierte Eigenschaften von Böden entwickeln, neuartige Anwendungen zu wir Insektenmodelle für toxikologische nismen nutzen wir als Screening Tools während der Lebensmittelverarbeitung. und Kleinklima, die Nutzung und Opti- eröffnen und die Basis für den Aufbau Studien und wenden biotechnologische für Umweltwirkungen von Produktkan- Innerhalb der Fraunhofer-Allianz mierung von Pflanzen für die Pro­duktion von Wertschöpfungsketten zu legen. Methoden zur Kontrolle von Schad- didaten. Wir beherbergen die Umwelt- Food Chain Management entwickeln von Wert- und Wirkstoffen (Aachen Das Fraunhofer Evotec Natural Products und Vektorinsekten an, beispielsweise probenbank des Bundes und führen wir schnellanalytische Methoden zum und Münster), Abfälle und Insekten zur Excellence Center for Infectious Diseases RNA-Interferenz im Pflanzenschutz oder Umweltmonitoring-Projekte durch, um Überwachen der Lebensmittelkette. Die Proteingewinnung (Gießen) sowie aus mit der weltweit größten industriellen die sterile Insektentechnologie. Wir nut- mögliche neue Umweltbelastungen Verknüpfung von Aromaforschung und der digitalen Landwirtschaft entstehende Sanofi-Stammsammlung von Mikroorga- zen Insekten auch für die Umwandlung identifizieren und prospektive Abschät- geographischen Informationssystemen Regulationsbedarfe bei der Anwendung nismen steht auch Projekten mit weite- von organischen Abfällen in Proteine zungen überprüfen zu können. beleuchtet Zusammenhänge zwischen von Pflanzenschutz-, Tierarznei- und ren Industriepartnern nicht konkurrieren- und Fette für Futter- und Lebensmittel. Anbaubedingungen und stofflicher Qua- Düngemitteln (Schmallenberg). der Anwendungsbereiche offen. lität von Lebensmittelrohstoffen.

Forschungs- und Dienstleistungsangebot Angewandte Oekologie AE AE AE AE AE und Bioressourcen BR BR BR BR BR Dr. Dieter Hennecke Prof. Dr. Mark Bücking Prof. Dr. Christoph Schäfers Prof. Dr. Andreas Vilcinskas Prof. Dr.-Ing. Peter Czermak www.ime.fraunhofer.de/AEBR/FD [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

16 17 GESCHÄFTSFELDER TRANSLATIONALE MEDIZIN

Assay-Plattformen und Translationale Digitale Klinische Forschung Wirkstoffforschung Wirkstoffvalidierung Gesundheitsforschung

Unsere Expertise liegt in der modernen Ziel der translationalen Wirkstoffvalidie- Mit dem Fraunhofer »Medical Data Die klinische Forschung ebnet den Weg Wirkstoffforschung. Die Nutzung einer rung ist das Entwickeln differenzierter Space«, einem dezentralen Datenma- für neue Erkenntnisse aus den Lebens- hochwertigen Substanzbibliothek mit translationaler Krankheitsmodelle, nagementsystem zur autonomen und si- wissenschaften zur Anwendung am über 350 000 Lead-ähnlichen Verbin- Messmethoden, Technologien und cheren Speicherung und zum Austausch Menschen. Wir bieten unseren Auf- dungen, von Laborautomatisierung und Imagingverfahren, um die Wirksamkeit von medizinischen Daten zwischen traggebern wesentliche Elemente für einer etablierten In-Silico-­Screening- und Sicherheit von Wirkstoffen frühzei- vernetzten Datenbanken, tragen wir zur erfolgreiche klinische Prüfungen. Neben Plattf­orm, ermöglicht uns Projekte von tig zu erkennen. Dies beinhaltet neben Digitalisierung der pharmazeutischen dem Definieren der geeigneten wissen- der Target-Validierung bis hin zur Präkli- Zell- und zellfreien Systemen auch Forschung bei. Für mehrere paneuropäi- schaftlichen Fragestellung und der zu nik zu realisieren. Wir haben ein um- Nagerspezies. Die eingesetzten Modelle sche Projekte stellen wir unsere Expertise behandelnden Patientengruppe und fangreiches Portfolio an zielgerichteten, gehen deutlich über das Repertoire kom- in der Bioinformatik zur Verfügung, in- Subgruppen, umfasst unser Angebot phänotypischen und biophysikalischen merzieller Anbieter hinaus und erlauben dem wir einen Data Scientist implemen- auch ein individuelles, adaptives Studi- Assays sowie In-vitro-Krankheitsmodel- eine detaillierte, mechanismusbasierte tieren, um die höchsten Standards im endesign inklusive neuer statistischer len auf Basis induzierter pluripotenter Forschung. Folgende Plattformen bieten FAIR-Datenmanagement für die Work- und biomedizinischer Analysemethoden. Stammzellen. Dies erlaubt es uns, die wir unseren Kunden: Zell-Signaling und flow-Analyse von Drug-Discovery-Daten Dieser am Standort Frankfurt am Main »druggability« von Zielproteinen sowie immunologische Assays, präklinische sicherzustellen, die Projekt-, öffentliche umgesetzte neuartige Ansatz »Quality deren Wirkmechanismen zu untersu- Krankheitsmodelle, Epigenetik und und proprietäre Daten integrieren. Wir by Design« ist die Antwort auf die kom- chen. Die »Fraunhofer IME Repurposing Optogenetik, biomedizinische Ana- entwickeln Algorithmen und KI-Tools plexen Herausforderungen der klinischen Collection« mit über 5.500 kleinen lytik, Proteinengineering, prädiktive für die statistische Analyse von Patien- Prüfung, Ausfallraten zu reduzieren. Die Molekülen bietet einen alternativen Weg klinisch-pharmakologische Modelle, Da- ten- und virtuellen Patientenkohorten in Kombination von Exzellenz im Studien- zur schnellen klinischen Anwendung. Als tenbionik, pharmazeutische Technologie den Bereichen Diabetes, Altersforschung design und der indikationsspezifischen Screening-Partnerstandort der Infrastruk- und humane Schmerzmodelle. und – in Zusammenarbeit mit deutschen Expertise ist ein Alleinstellungsmerkmal tur EU-OPENSCREEN bieten wir Zugang Krebsregistern – in der Onkologie weiter. der Gruppe. zu synthetischer Chemie, chemischer Proteomik und Strukturbiologie.

Forschungs- und Dienstleistungsangebot Translationale Medizin TM TM TM TM Dr. Philip Gribbon Dr. Volker Laux Prof. Dr. Carsten Claussen PD Dr. Frank Behrens www.ime.fraunhofer.de/TM/FD [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

18 19 INSTITUTSLEITUNG UND STANDORTE BEREICH MOLEKULARE BIOTECHNOLOGIE

31.12.2019 Leitung: Prof. Dr. Stefan Schillberg

Geschäftsführender Institutsleiter Verwaltungsleitung Aachen Münster Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger und Innere Dienste Funktionelle und Angewandte Telefon +49 69 6301-7620 Dietmar Douven Molekulare Biotechnologie Genomik [email protected] Telefon +49 241 6085-11030 Prof. Dr. Stefan Schillberg Prof. Dr. Dirk Prüfer [email protected] Telefon +49 241 6085-11050 Telefon +49 251 8322-302 [email protected] [email protected] Mitglieder der Institutsleitung kommissarisch Prof. Dr. Christoph Schäfers und Prof. Dr. Stefan Schillberg

Bioprozessentwicklung Dr. Dr.-Ing. Johannes Buyel Telefon + 49 241 6085-13162 [email protected]

Industrielle Biotechnologie Dr. Stefan Jennewein Telefon +49 241 6085-12120 [email protected]

Pflanzenbiotechnologie Pflanzenbiotechnologie Dr. Stefan Rasche Holger Spiegel Telefon +49 241 6085-12321 Telefon +49 241 6085-12461 [email protected] [email protected]

20 21 BEREICH ANGEWANDTE OEKOLOGIE UND BIORESSOURCEN

Leitung: Prof. Dr. Christoph Schäfers

Schmallenberg Gießen

Angewandte Oekologie Bioressourcen Prof. Dr. Christoph Schäfers Prof. Dr. Andreas Vilcinskas Telefon +49 2972 302-270 Telefon +49 641 97219-100 [email protected] [email protected]

Ökologische Chemie Naturstoffforschung Biodiversitätsforschung Dr. Dieter Hennecke Prof. Dr. Till Schäberle Dr. Eileen Knorr Telefon + 49 2972 302-209 Telefon +49 641 97219-140 Telefon +49 641 97219-160 [email protected] [email protected] [email protected]

Bioakkumulation und Food- und Feed Improvement Ökotoxikologie Tiermetabolismus Agents Biologischer Pflanzenschutz Dr. Elke Eilebrecht Prof. Dr. Christian Schlechtriem Prof. Dr. Holger Zorn Dr. Kwang-Zin Lee Telefon +49 2972 302-144 Telefon +49 2972 302-186 Telefon +49 641 97219-130 Telefon +49 641 97219-150 [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

Umweltprobenbank und Produktentwicklung, Ökotoxikologie Elementanalytik -expression und -formulierung Insect Farming Matthias Teigeler Dr. Heinz Rüdel Prof. Dr.-Ing. Peter Czermak Dr. Dorothee Tegtmeier Telefon +49 2972 302-163 Telefon +49 2972 302-301 Telefon +49 641 97219-120 Telefon + 49 641 97219-170 [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

Umwelt- und Lebensmittelanalytik Qualitätssicherung Prof. Dr. Mark Bücking Dr. Cornelia Bernhardt Telefon +49 2972 032-304 Telefon + 49 972 302-137 [email protected] [email protected]

22 23 BEREICH TRANSLATIONALE MEDIZIN

Leitung: Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger

Frankfurt am Main Hamburg Biomedizinische Analytik und Imaging Digitale Gesundheitsforschung Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Prof. Dr. Carsten Claussen Telefon +49 69 6301-7620 Telefon +49 40 303764-277 [email protected] [email protected]

Drug Discovery Dr. Philip Gribbon Telefon +49 40 303764-271 [email protected] Wirkstoffforschung Prof. Dr. Dieter Steinhilber TM Telefon +49 69 798-29324 [email protected] Assay-Plattformen Dr. Ole Pless Telefon + 49 241 6085-13162 [email protected] Wirkstoffformulierung Prof. Dr. Jennifer Dressman Telefon +49 69 798-29680 [email protected]

Translationale Wirkstoffvalidierung Dr. Volker Laux Telefon +49 69 8700-25076 [email protected]

Klinische Forschung PD Dr. Frank Behrens Telefon + 49 69 6301-7302 [email protected]

25 DAS INSTITUT IN ZAHLEN

Haushalt Gesamthaushalt des Fraunhofer IME Mitarbeiter des Fraunhofer IME

In 2019 wuchs der Betriebshaushalt des Fraunhofer IME auf die bisher noch nicht erreichte Größe von 41,8 Millionen Euro an. Zusätzlich wurden rund 2,8 Millionen Euro in Geräte investiert. Das Fraunhofer IME verzeichnete erneut eine deutliche Zunahme in den Bauakti- vitäten (ca. 15,6 Millionen Euro), in erster Linie durch die Errichtung der Instituts- neubauten in Gießen und Schmallenberg.

Die Finanzierung des Haushalts erfolgte zu 67,5 Prozent durch externe Erträge bzw. zu 77,7 Prozent, wenn die über- wiegend landesfinanzierten ­Standorte in ­Gießen und Frankfurt am Main ­eingerechnet werden. Personal Die Wirtschaftserträge liegen mit 14,1 Externe Erträge des Fraunhofer IME Millionen Euro weiterhin konstant auf Ende 2019 waren an den Fraunhofer IME Standorten Aachen, Münster, Schmallenberg,­ hohem Niveau. Das entspricht einem ­Gießen, Frankfurt am Main und Hamburg 533 Mitarbeiter angestellt. Wirtschaftsertragsanteil von 41,0 Prozent Der Frauenanteil am Fraunhofer IME betrug 53,7 Prozent. bzw. 33,8 Prozent.

Somit erzielte das Fraunhofer IME im Jahr 2019 erneut exzellente Werte in den entscheidenden Kennzahlen der ­Fraunhofer-Gesellschaft.

26 27 AUS DER FORSCHUNG

Die Radioküche – quo vadis, Molekül?

Bunte Kartoffeln

Translation von Forschung in die medizinische Anwendung

Virulenz-Inhibitoren aus Insekten zur Therapie von Lungeninfektionen

CO2-Abgase mit Bakterien recyceln

Mit künstlicher Intelligenz das biologische Alter vorhersagen

»2«

Das Fraunhofer IME ist eines der ersten zehn Institute, die sich in der turbulenten Anfangszeit der Fraunhofer-­ Gesellschaft bewährt haben.

29 DIE RADIOKÜCHE – QUO VADIS, MOLEKÜL?

Lebensmittelverarbeitung Der Verbleib von Pflanzenschutzmitteln während der Lebensmittelverarbeitung wird derzeit für die ­umfasst oft zahlreiche Prozesse ­Zulassung lediglich durch Erhitzung in Wasser simuliert. Ein neues Labor des Fraunhofer IME erlaubt und Zutaten. ­komplexe Verbleibsuntersuchungen von Substanzen in praxisnahen Verarbeitungsprozessen. Erste ­Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede zwischen Simulation und Realität.

Der überwiegende Teil unserer Lebensmittel wird vor dem Ver- in Pflanzen, in Tieren und in der Umwelt aufklären sollen. Da einzelnen Abbauprodukt beobachtet. Das Insektizid Deltame- Szenarien kann so langfristig die Erhöhung der Lebensmit- zehr verarbeitet. Erst durch die Einwirkung von beispielsweise ein bedeutender Teil unserer Lebensmittel vor dem Verzehr thrin zeigte bei der Herstellung von hocherhitzten Tomaten­ telsicherheit und des Verbraucherschutzes gewährleistet Koch-, Back- oder Bratprozessen erhalten viele Lebensmittel verarbeitet wird, ist das Verhalten von Pflanzenschutzmit- produkten ebenfalls Resultate, die stark von den Ergebnissen werden. ihre gewünschten Eigenschaften. Während der Lebensmittel­ telrückständen während der Lebensmittelverarbeitung von des ­Simulationsverfahrens abweichen. Während in den verarbeitung treten komplexe chemische Reaktionen auf, bei großem Interesse für die Lebensmittelsicherheit. Um dieses ­Zulassungsstudien ein starker Abbau der Substanz beschrieben denen unter anderem gewünschte Farb- und Aromastoffe ent- zu untersuchen, ­werden die Wirkstoffe nach dem derzeitigen wird, zeigte sich Deltamethrin bei der Erhitzung von Tomaten- Radioaktivitäts-Tracing als Shortcut stehen. Gleichzeitig können aber auch gefährliche ­Substanzen Zulassungsverfahren lediglich in Wasser auf maximal 120 °C mark trotz Temperaturen von bis zu 250 °C stabil. wie beispielsweise Acrylamid gebildet werden. Aufgrund der erhitzt (Richtlinie OECD 507). Temperaturen, wie sie beispiels- In einem dritten Versuch wurden Kartoffeln mit dem Die Ergebnisse zeigen die bedeutenden Vorteile radio­ enormen Komplexität der Lebensmittelverarbeitung­ ­dauert die weise beim Backen oder Frittieren angewendet werden, oder Keimungs­hemmer Chlorpropham behandelt und für bis zu analytischer Methoden gegenüber herkömmlichen Me- Aufklärung von lebensmittelchemischen Reaktionen ­deshalb der Einfluss chemischer Reaktionen mit Inhaltsstoffen werden sechs Monate gelagert. Zu verschiedenen Zeitpunkten der thoden. Die Verfolgung der Radioaktivität erlaubt eine oftmals mehrere Jahre. derzeit gänzlich außer Acht gelassen. In Zusammenarbeit Lagerung wurden Kartoffeln entnommen und bei 100 °C vollständige Bilanzierung der Ausgangssubstanz. Weiterhin Eine spezielle ­Laborküche – die Radioküche – am Fraunhofer mit dem Fraunhofer IVV wurde in einem internen Projekt in gekocht, bei 170 °C frittiert und bei ­200 °C gebacken. Ent- vereinfacht und beschleunigt diese Methode die Identifizie- IME erlaubt nun die Durchführung komplexer und praxisnaher der Radioküche des Fraunhofer IME untersucht, wie gut das gegen der Annahme der Europäischen Behörde für Lebens- rung von neuen Abbauprodukten immens. Diese Technik soll Verarbeitungsschritte unter Einsatz von radioaktiv markierten Simulationsverfahren mit realitätsnahen Verarbeitungsschritten mittelsicherheit wurde während der Verarbeitungsschritte weiter dafür eingesetzt werden, um chemische Reaktionen Substanzen. Das hochspezifische­ Tracing der Radioaktivität vergleichbar ist. keine Bildung des bedenklichen 3-Chloranilins beobachtet. während der Lebensmittelverarbeitung besser zu ­verstehen. einer Substanz und ihrer Abbau­produkte kann Verbleibsunter- Die Chlorpropham-Gehalte in den verzehrbaren Produkten In einem aktuellen Projekt wird in Kooperation mit der suchungen in ­komplexen Systemen im Vergleich zu früheren wurden durch die verschiedenen Verarbeitungsschritte um 73 Monash University in Australien beispielsweise der Verbleib Ansätzen deutlich ­beschleunigen. Simulationsversuche oftmals realitätsfern bis 83 Prozent reduziert. von Nährstoffen während der Lebensmittelverarbeitung untersucht. Dabei soll unter anderem geklärt werden, welche Bei der Erhitzung des Fungizids Prochloraz in Rapsöl zeigten Die Ergebnisse unterstreichen, dass komplexe lebensmittel- gesundheitlichen Folgen verarbeitungsbedingte Abbaupro- Pflanzenschutzmittel und die Lebensmittelverarbeitung bereits Vorversuche einen deutlichen Abbau des Wirkstoffs. chemische Reaktionen nicht auf die einfache Erhitzung einer dukte für den Menschen haben können. Die radioaktive Markierung der Ausgangssubstanz erlaubt Substanz in Wasser heruntergebrochen werden können. Nahezu alle konventionell angebauten Agrarprodukte werden einen tiefen Einblick in die Komplexität dieser Abbaureakti- Die Erhitzungsversuche mit Prochloraz in Öl zeigen, dass die mit Pflanzenschutzmitteln behandelt. Diese stellen heutzu- onen. So wurden erstmals chemische Reaktionen zwischen Reaktionen deutlich komplexer ausfallen können. Gleichzeitig tage einen essenziellen Bestandteil der modernen Landwirt- einem Pflanzenschutzmittelwirkstoff und Lebensmittelinhalts- zeigen die Versuche mit Deltamethrin und Chlorpropham, dass schaft dar. Zur Gewährleistung der Sicherheit von Pflanzen- stoffen wie Fettsäuren nachgewiesen. Insgesamt konnte so die Erhöhung der Temperatur und die Anwesenheit von Matrix schutzmitteln durchlaufen die Wirkstoffe ein langwieriges die Bildung von elf Abbauprodukten beobachtet werden. nicht grundsätzlich ein Worst-Case-Szenario darstellen. Zulassungsverfahren, um mögliche Risiken der Substanzen Viele dieser Produkte wurden erstmalig beschrieben. Der In ­künftigen Versuchen soll untersucht werden, wie die TMAE und ihrer Abbauprodukte für Mensch, Tier und Umwelt zu Abbau zeigte eine starke Abhängigkeit von Temperatur, ­Komplexität der Lebensmittelverarbeitung für die Zulassung BR bewerten. Dieses Verfahren umfasst komplexe Studien, die Erhitzungsdauer und Ölsorte. In den derzeitigen Simulations­ von Pflanzenschutzmitteln auf wenige Modellversuche limitiert Bernd Göckener unter anderem den Verbleib und die Wirkung der Substanzen versuchen hingegen wurde ein geringer Abbau zu einem werden2 kann. Durch die Festlegung von realistic Worst-­Case-­ [email protected]

30 31 BUNTE KARTOFFELN

Anthozyanreiche Kartoffeln im Bunte Kartoffeln sind nicht nur schön anzusehen, sondern auch gesundheitsfördernd, da sie im Feld und auf dem Markt. ­Gegensatz zu ihren blassen Artgenossen größere Mengen an farbigen, sekundären Pflanzenstoffen ent- halten, sogenannte Anthozyane. Um diese möglichst vielen Menschen zugänglich zu machen, werden im Projekt »MoMaPo« (Molecular markers for the generation of potatoes with enhanced anthocyanin­ con­ tent) molekulare Werkzeuge zur gezielten Züchtung derartiger Kartoffeln entwickelt.

Sekundäre Pflanzenstoffe in der menschlichen dem altgriechischen Wort für Blüte oder Blume und kyáneos, zurückzuführen ist. Insbesondere in Südamerika sind noch komplementäre Allele enthalten, in weiteren Kreuzungen ­Ernährung dem altgriechischen Wort für dunkelblau bzw. dunkel­farben. viele gefärbte alte Landrassen zu finden, die für die Züchtung kombiniert werden. Daher müssen solche vorteilhaften Allele In Pflanzen erfüllen Anthozyane drei Hauptaufgaben: Sie moderner leistungsfähiger Kartoffelsorten mit hohem Gehalt auf molekularer Ebene identifiziert werden, um das nötige Selbst in Industrienationen mit ausgezeichnetem Nahrungs- absorbieren das kurzwellige UV-Licht der Sonne und geben die an Anthozyanen genutzt werden können. Werkzeug für derartige Züchtungen bereitzustellen, was Ziel angebot und -vielfalt ist der Obst- und Gemüsekonsum oft Strahlungsenergie als Wärme wieder ab. So werden Proteine des binationalen Kooperationsprojekts »MoMaPo« ist. Die relativ gering und liegt weit unter international empfohlenen und DNA Moleküle in den Zellen vor der schädlichen Wir- beteiligten Partner, Universidad Austral de Chile, Fraunhofer Mengen. Den größten Teil unserer Ernährung decken wir kung der UV-Strahlen geschützt. Außerdem werden durch die Kartoffelzüchtung mit molekularen Werkzeugen Chile Research, und Fraunhofer IME konnten dazu auf die mit wenigen Grundnahrungsmitteln wie Reis, Mais, Weizen intensive Färbung Insekten und andere Tiere angelockt. Sie ­Kartoffel-Genbank der Universidad Austral de Chile zurück- und Kartoffeln. Eine überwiegend auf Pflanzen basierende sorgen für die Vermehrung und Verbreitung der Pflanze. Des Die Kartoffelzüchtung ist ein komplexer Prozess und insbe- greifen, die die außergewöhnlich große Biodiversität der menschliche Ernährung kann, insbesondere wenn sie auf Obst Weiteren haben Anthozyane eine starke antioxidative Wir- sondere die Genetik von quantitativen Merkmalen wie z. B. chilenischen Kartoffeln repräsentiert. Ein wichtiger Teil dieser und Gemüse fußt, einen wertvollen Beitrag zur menschlichen kung. Ist die Pflanze oxidativem Stress ausgesetzt, entstehen der Anthozyangehalt im Knollenfleisch ist schwer aufzulösen. Genbank sind die im Bereich der Insel Chiloe gesammelten Gesundheit leisten, da pflanzliche Nahrung neben den klas- u. a. freie Radikale, die mit Sauerstoffmolekülen zu reaktiven Neue Sorten werden durch Kombinationszüchtung entwickelt Kartoffeln, die sich durch eine besonders hohe Diversität im sischen Makronährstoffen Kohlenhydrate, Proteine und Fette Sauerstoffradikalen reagieren und einen negativen Einfluss indem zwei Sorten oder Klone mit gewünschten Eigenschaf- Merkmal farbige Knollen auszeichnen. 290 dieser Pflanzen immer auch sekundäre Pflanzenstoffe enthält. auf den Stoffwechsel der Pflanze haben. Freie Radikale stehen ten gekreuzt werden. Die Kreuzungs- und Selektionsprozesse wurden in Hinblick auf potenzielle Marker für einen erhöhten auch beim Menschen in Verdacht mit verschiedenen Krank- zur Züchtung einer neuen Kartoffelsorte auf klassische Weise Anthozyangehalt analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse wurden Sekundäre Pflanzenstoffe sind organische Verbindungen, heiten in Verbindung zu stehen. Anthozyane sind in der Lage dauern zehn Jahre. anschließend bioinformatisch mit dem ermittelten Anthozyan­ die meist in spezialisierten Zellen vorkommen, wo sie für die freie Radikale unschädlich zu machen und daher werden ihnen Durch den Einsatz von molekularen Markern für verschiedene gehalt assoziiert, sodass molekulare Marker identifiziert gesamte Pflanze eine wichtige Rolle spielen, z. B. beim Schutz gesundheitsfördernde Wirkungen zugeschrieben. So konnte Merkmale, lässt sich dieser Prozess jedoch erheblich verkürzen. ­werden konnten, die künftig zur Züchtung von Leistungs­ vor Fressfeinden oder durch ihre attraktive Färbung. Viele der in Studien an Mensch und Tier gezeigt werden, dass Antho- Schon früh im Selektionsprozess können diejenigen Nachkom- sorten mit farbigem Knollenfleisch eingesetzt werden können. sekundären Pflanzenstoffe haben auch positive Auswirkun- zyane anti-entzündliche, anti-virale und anti-kanzerogene men ausgesucht werden, die gewünschte Merkmale ausprä- gen auf die menschliche Gesundheit, was Wissenschaftler Eigenschaften besitzen. Außerdem wurden positive Effekte auf gen werden. So könnten beispielsweise Pflanzen ausgewählt zu nutzen wissen. So basieren beispielsweise die meisten Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Fettleibigkeit, erhöhte Choleste- werden, die resistent gegen bestimmte Krankheiten sind, ohne Pharmazeutika auf pflanzlichen Sekundärmetaboliten. Aber rinwerte und Gedächtnisleistung beobachtet. sehr aufwendige Resistenztests im Feld oder Gewächshaus auch heute liegen die Wirkmechanismen einiger sekundärer durchführen zu müssen. Ein derartiges Vorgehen nennt man Pflanzenmetabolite noch im Dunkeln. Eine große Gruppe se- Die meisten Grundnahrungsmittel, wie zum Beispiel Weizen Marker gestützte Selektion oder auch »Smart Breeding«. Für kundärer Pflanzenstoffe sind die wasserlöslichen Anthozyane, oder Reis, sind relativ arm an Anthozyanen, sodass Obst und bestimmte Merkmale ist die Verwendung derartiger Mar- die zur Gruppe der Flavonoide gehörenden. Man findet sie im Gemüse derzeit die Hauptquellen für Anthozyane in der ker unabdingbar. Kreuzt man z. B. farbige Landsorten mit Zellsaft nahezu aller höheren Pflanzen. Meistens kommen sie menschlichen Ernährung darstellen. Die Kartoffel bildet hier ungefärbten Elitesorten, so können ungefärbte Nachkommen MB in den Blüten und Früchten vor, wo sie für die teils intensive eine Ausnahme, da es, neben den gelb- und weißfleischigen entstehen, da sich wichtige Allele für die Anthozyanproduk- TM rote, violette oder blaue Färbung verantwortlich sind. Daher auch alte, weniger bekannte blau- und rotfleischige Kartoffel­ tion abspalten. Um das Merkmal hoher Anthozyangehalt Dr. Jost Muth kommt auch ihr Name. Er besteht aus zwei Teilen: Ánthos, sorten gibt, deren Farbe auf das Vorkommen von Anthozyanen wiederherzustellen,2 müssen später Linien, die verschiedene [email protected]

32 33 TRANSLATION VON FORSCHUNG IN DIE ­MEDIZINISCHE ANWENDUNG

Das »Critical Path Concept« soll Die Arzneimittelentwicklung ist eng mit der Identifizierung endogener Moleküle als Zielmoleküle für Forschern helfen einen Validie- therapeutische Wirkstoffe verbunden. Die Relevanz dieser molekularen Targets für die zu behandelnde rungsprozess für ihr Projekt zu Krankheit muss jedoch zunächst nachgewiesen werden. Dieser Targetvalidierungsprozess benötigt stan- konzipieren. dardisierte, robuste, reproduzierbare und qualitativ hochwertige Testverfahren. Das Fraunhofer IME ist Teil eines Konsortiums, das erstmalig Leitlinien zur Optimierung eines solchen Prozesses entwickelt hat.

Das Problem in der biomedizinischen Forschung Ein Hauptgrund für die mangelnden Erfolgschancen von Anzahl der verwendeten Testsysteme und Auswertungsmetho- dung für junge Akademiker, die sich mit der Targetvalidie- Ansätzen aus der Grundlagenforschung liegt derzeit in der den sowie die Anwendung verschiedener ­Qualitätskriterien. rung befassen sowie eine Online-Vernetzungsplattform auf Trotz der Vielfalt an Arzneimitteln ist die effektive Behandlung fehlenden Kenntnis über die industriellen Erfordernisse und Das Ergebnis zeigt, dass unter anderem Qualitätsaspekte wie der akademische und industrielle Wissenschaftler mitein- von vielen Krankheiten entweder unzureichend oder nicht Standards in der Targetvalidierung im akademischen Umfeld. z. B. das Verblinden der Studien und die Berechnung der ander interagieren können (www.got-it.app). Mit diesen möglich. Obwohl der medizinische Bedarf sehr groß ist, gibt es Stichprobengröße nur in sehr wenigen Studien Berücksichti- Hilfsmitteln sollen die GOT-IT Empfehlungen einem breiten seit Jahren keine neuen Medikamente für die Behandlung von gung fanden. Auf Basis der Ergebnisse der Literaturanalyse Anwenderkreis zugänglich gemacht werden. z. B. Alzheimer auf dem Markt. Von der Medizin wird hän- Die GOT-IT Guidelines wurden im Austausch mit anderen Wissenschaftlern sowie mit deringend nach neuen Antibiotika gesucht, trotzdem haben Experten aus Industrie und Transfer-Gesellschaften Leitlinien Sie sollen Akademiker bei der Implementierung industrie-­ die großen Pharma-Firmen kürzlich ihren Ausstieg aus diesem Auch auf der Ebene der Fördermittelinstanzen ist die Botschaft entwickelt. Diese werden bereits zur Beurteilung der Projekt­ ähnlicher Prozesse für die Targetvalidierung unterstützen Forschungsgebiet angekündigt. angekommen, dass die Translation von akademischen For- skizzen für neue BMBF-Fördermaßnahmen herangezogen. und einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Qualität schungsergebnissen in die medizinische Anwendung verbes- und Anwendbarkeit von akademischen Forschungsergebnis- In der wissenschaftlichen Welt und sogar in der Gesellschaft sert und gefördert werden muss. Die Leitlinien wurden so konzipiert, dass sie für möglichst alle sen leisten. gibt es schon seit Längerem eine lebendige Diskussion bezüg- Mit der »Nationalen Wirkstoffinitiative« hat sich die Bundes- klinischen Indikationen anwendbar sind – von der Infektions- lich der »Reproduzierbarkeitskrise« in der biomedizinischen regierung das Ziel gesetzt, die Wirkstoffforschung zu stärken forschung bis zur neurowissenschaftlichen Forschung. Das Forschung. Dieser Umstand sei zumindest teilweise für das De- und die Entwicklung neuer Medikamente zu fördern. Im Rah- GOT-IT Konsortium hat für die Leitlinien »Validierungsblöcke« fizit in der Umsetzung von der Entdeckung potenzieller Targets men dieser Initiative hat es bereits verschiedene Fördermaß- definiert, die bei der Entwicklung eines Projekts berücksich- zur Wirkstoffentwicklung verantwortlich. nahmen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung tigt werden sollen. Sie adressieren die Verbindung zwischen Die Entdeckung solcher biologischen Targets ist die Grundlage (BMBF) gegeben, die sich mit dem Thema Targetvalidierung Target und Krankheit, Sicherheitsaspekte, Innovation und für die Entwicklung neuartiger Arzneimittel. Das Wissen zu befasst haben. Im Rahmen dieser umfangreichen Fördermaß- technische Umsetzbarkeit. Zu jedem dieser Validierungsblöcke neuen Targets stammt zum größten Teil aus der Grundlagen- nahmen ist das Projekt »Guidelines On Target Validation for gibt es kritische Fragen, deren Beantwortung dem Forscher forschung von Universitäten, Hochschulen und außeruniver- Innovative Therapeutics«, kurz GOT-IT, entstanden. Ein Kon- helfen soll die relevantesten Aspekte des Validierungsprozesses TM sitären Forschungseinrichtungen. Hier werden Entdeckungen sortium bestehend aus Wissenschaftlern der Charité in Berlin, für sein Projekt zu erkennen. Mit diesen Hilfsmitteln soll es gemacht, die Aufschluss über grundlegende pathologische der Beratungsfirma PAASP in Heidelberg und des Fraunhofer dem ­Forscher gelingen einen individuellen projektbezogenen Dr. Martine Hofmann Prozesse geben, die zur Entstehung von Krankheiten führen. IME in Frankfurt am Main hat Leitlinien für die robuste Target­ ­kritischen Pfad zu entwickeln. [email protected] Um dieses Wissen in klinisch anwendbare Therapieansätze validierung entwickelt, die im akademischen Umfeld ein- und umsetzen zu können, ist eine Validierung des Targets nach umsetzbar sind. industriellen Standards zwingend erforderlich. Solche Validie- Online Tools rungsprozesse müssen robust und reproduzierbar sein und gut Zuerst hat das Konsortium eine umfassende Analyse der wis- dokumentiert werden. Sie müssen unter definierten Qualitäts- senschaftlichen Literatur rund um die Targetvalidierung durch- Aktuell werden Online-Hilfsmittel zur Entwicklung struktu- bedingungen erfolgen und mit einer ausreichenden statisti- geführt. Hierbei wurden verschiedene Schwerpunkte gesetzt, rierter Pläne für ein Targetvalidierungsprojekt entwickelt. Des schen Aussagekraft belegt sein. wie z. B. die Relevanz des verwendeten Modellorganismus, die 2Weiteren entwickelt das GOT-IT-Konsortium eine Lernanwen-

34 35 VIRULENZ-INHIBITOREN AUS INSEKTEN ZUR THERAPIE VON LUNGENINFEKTIONEN

Die Larven der Großen Wachs- Für die Herstellung größerer Thermolysin-ähnliche Metalloproteasen wie das Pseudolysin aus Pseudomonas aeruginosa sind hochto- motte produzieren ein großes Mengen von IMPI setzten die xisch und gelten als wichtige Virulenzfaktoren, da der Mensch keine körpereigenen Inhibitoren gegen Repertoire an antimikrobiellen Forscher Bioreaktoren ein. diese bakteriellen Enzyme besitzt. Der bisher einzig selektive Virulenzblocker wurde in den Larven der Peptiden. Großen Wachsmotte, Galleria mellonella, entdeckt – der Insekten-MetalloProtease-Inhibitor (IMPI). Mit- hilfe von IMPI erfolgt die Entwicklung eines neuen therapeutischen Ansatzes gegen Lungeninfektionen.

Alternativer therapeutischer Ansatz zur Behandlung von es sich um eine M4-Metalloprotease. Unter den bakteriellen terisierung des IMPI ergab, dass es sich um ein mittels fünf Prozesses mit hohen Zelldichten während der IMPI-Herstel- Lungeninfektionen Exotoxinen spielen die zur M4-Familie gehörenden Metallopro- Disulfidbrücken stabilisiertes, ca. 8 kDa großes Peptid handelt, lung. Die Transferierbarkeit des Fermentationsprozesses teasen eine herausragende Rolle. Diese sind nicht nur als Viru- dessen Wirkmechanismus auf seiner Bindung im aktiven Zen- wurde nach Festlegung geeigneter Scale-up Kriterien vom In Europa sterben pro Jahr mehr als 33 000 Menschen an lenzfaktoren essenziell, sie verursachen auch mit Infektionen trum der Metalloprotease beruht. Durch die fünf Disulfidbrü- 0,5 L in den 7,5 L sowie in den 20 L-Maßstab dargestellt. Infektionen mit resistenten Erregern. Die Identifizierung neuer assoziierte Symptome wie hämorrhagische Blutungen, Nekro- cken und molekularer Interaktionen mit der Protease behält Neben der rekombinanten Herstellung lag der Fokus der Wirkstoffe mit antibakterieller Wirkung und deren Entwick- sen und Sepsis. Die bisher getesteten Inhibitoren von M4-Me- der IMPI nach Spaltung, zwischen den Aminosäuren N56 und Prozessentwicklung auch auf der Etablierung einer geeigne- lung zu Antibiotika ist sehr kostenaufwendig und risikoreich. talloproteasen sind allerdings nicht für die Entwicklung neuer I57, durch die Protease seine Struktur und inhibiert die Protea- ten Aufreinigungsmethode. Im Zuge dieser DSP-Entwicklung Effektive neue Strategien zur Bekämpfung resistenter Keime Antiinfektiva geeignet, da sie auch menschliche Matrix-Me- seaktivität reversibel. gelang die Etablierung einer chromatografischen Aufreini- sind dringend erforderlich – insbesondere bei Lungeninfektio- talloproteasen hemmen und so gravierende Nebenwirkungen gungsstrategie, durch die ein reines Produkt gewonnen und nen, die laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zu den verursachen können. Die Suche nach innovativen Virulenz- Endotoxine erfolgreich abgetrennt werden konnten. häufigsten Todesursachen zählen. Zu den in Krankenhäusern blockern konzentriert sich deshalb auf solche Moleküle, die Biotechnologische Produktion des antimikrobiellen Wirksamkeits- und Toxizitätsstudien des IMPI erfolgen beim am häufigsten auftretenden Keimen, die Resistenzen gegen hochspezifisch gegen Thermolysin-ähnliche Metalloproteasen Peptids Kooperationspartner, dem Fraunhofer-Institut für Toxikologie­ klinisch eingesetzte Antibiotika entwickeln, gehört das gram- wirken, ohne menschliche Enzyme zu inhibieren. Als bisher und Experimentelle Medizin ITEM in Hannover. Nach der negative Bakterium P. aeruginosa. Dieses haftet sich zunächst einzig selektiver Inhibitor mikrobieller M4-Metalloproteasen Mit der Entwicklung eines neuen therapeutischen Ansatzes Etablierung geeigneter Zellinfektionsmodelle kann die an einer Stelle an, an der der Abwehrmechanismus des Wirts ist ein aus Insekten stammendes Peptid beschrieben, der gegen Lungeninfektionen, auf Basis des IMPI-Moleküls, soll Wirksamkeit optimierter IMPI-Varianten gegen den Erreger bereits geschwächt ist (z. B. durch ein Trauma, eine Verbren- Insektenmetalloprotease Inhibitor (IMPI). Im Rahmen des vom gleichzeitig der übermäßige Einsatz von Breitbandantibioti- P. aeruginosa auch in Form einer Kombinationstherapie mit nung, eine Operation usw.). Daraufhin werden vermehrt BMBF-geförderten Projekts »Inhalierbare Virulenz-Inhibitoren ka reduziert werden. Um die potenzielle Wirkung des IMPI Antibiotika oder anderen potenziellen antimikrobiellen Pep- extrazelluläre Virulenzfaktoren ausgeschüttet und damit das aus Insekten zur Therapie von Lungeninfektionen« (4-IN) wird genauer untersuchen zu können, musste zunächst die Ent- tiden untersucht werden. Dies ermöglicht eine ­potenzielle Gewebe des Wirts weiter geschädigt, bis das Bakterium in die die Optimierung des IMPI und dessen präklinische Prüfung im wicklung eines geeigneten Herstellungsprozesses erfolgen. Ausweitung des Wirksamkeitsbereichs zur Evaluation in in Blutbahn des Wirts gelangt und sich damit im gesamten Kör- Hinblick auf sein Potenzial als neuartiger Wirkstoff zur Präven- Hierzu wurde das bakterielle Expressionssystem Escherichia vitro und in vivo Modellen für Lungenentzündungen mit per ausbreitet. Im weiteren Verlauf formen die angehafteten tion und Behandlung von Lungeninfektionen adressiert. coli gewählt. Aufgrund der komplexen Faltung des Peptids antibiotikaresistenten Keimen. Kolonien einen Biofilm, der einen effektiven Schutz gegen die kommen für die Produktion nur ausgewählte Stämme in Be- Immunantwort des Wirts bietet. tracht – Stämme, in deren Cytosol die fünf Disulfidbrücken Virulenzfaktoren sind essenziell für die Infektion und deren IMPI – antimikrobielles Peptid aus Galleria mellonella ausgebildet werden können, da diese für eine erfolgreiche Persistenz und die selektive Inhibierung dieser Faktoren ist eine Inhibierung der M4-Metalloproteasen entscheidend sind. attraktive neue Strategie im Kampf gegen die aufkommende Beim IMPI handelt es sich um ein Isolat aus den Larven der Mit Hinblick auf die Entwicklung eines Herstellungsprozesses antimikrobielle Resistenz. Dieser Ansatz einer alternativen Großen Wachsmotte, G. mellonella, welche in der Lage für Biopharmaka erfolgte die Medienentwicklung für die Behandlungsstrategie fokussiert nicht auf das unmittelbare sind ein großes Repertoire an antimikrobiellen Peptiden zu Fermentation ausschließlich unter Verwendung chemisch TMAE Abtöten der Erreger, sondern auf die Neutralisierung ihrer Pa- produzieren. Als Teil der humoralen Immunantwort auf eine definierter Substanzen. Eine Optimierung der Medienformu- BR thogenitäts- bzw. Virulenzfaktoren. Bei Pseudolysin, einer der Infektion mit bakteriellen oder pilzlichen Pathogenen, wurde lierung sowie der Prozessparameter mittels der statistischen Dr. Doreen Gerlach entscheidenden Virulenzfaktoren von P. aeruginosa, handelt der IMPI aus der Hämolymphe der Larve isoliert. Die Charak- 2Versuchsplanung führte zur Entwicklung eines Fed-Batch [email protected]

36 37 CO2-ABGASE MIT BAKTERIEN RECYCELN

Stahlwerke produzieren Die Anzahl der Fluggäste

Mikroorganismen sind winzige Alleskönner. Sie sind in der Lage zahlreiche Substanzen aus den unter- ­Tonnen von CO, CO2 und H2 , ein steigt stetig – eine nachhaltige schiedlichsten chemischen Stoffklassen herzustellen. Auch in der Verwendung verschiedener Substrate wertvolles Substrat für ­manche ­Produktion von Flugtreibstoff ist sind sie nicht wählerisch. So ist es möglich, sie als mikrobielle Zellfabriken zu nutzen, um mithilfe der Bakterien. notwendig. Biotechnologie aus Abgasen nützliche Basischemikalien und Treibstoffe herzustellen.

Die überwiegende Mehrheit der Wissenschaftler weltweit ist zu nutzen. CO und H2 dienen dabei als Energiequelle. Aber Proof-of-Concept: Von Abgasen zu Flugtreibstoff Biosyntheseweg, können auch mithilfe von am Fraunhofer sich einig - der Klimawandel ist menschengemacht. Durch die wie bringt man die Bakterien dazu, bestimmte Substanzen IME für diese Organismen etablierter Methoden, wie zum Nutzung fossiler Ressourcen für die Herstellung von Basis­ und diese dann in großen Mengen zu synthetisieren? Zur Verwertung der für den Menschen giftigen und z. T. ex- Beispiel der zufälligen chemischen Mutagenese oder auch chemikalien und Treibstoffen werden große Mengen Kohlen- plosiven Gase CO, CO2 und H2 durch die gasfermentierenden der gerichteten Mutagenese mittels CRISPR/Cas9, alternative dioxid (CO2) freigesetzt. Die Folge: Die fossilen Ressourcen Clostridien wurde eine Fermentationsanlage für die Nutzung konkurrierende Biosynthesewege ausgeschaltet werden. schwinden und die CO2-Konzentration in der Luft steigt Stabile Integration von artfremden Biosynthesewegen in optimiert und eine Gasmischanlage für die Untersuchung Auch die Optimierung der Medienzusammensetzung und kontinuierlich an, wodurch sich der Klimawandel mit all seinen das Genom von Clostridium ljungdahlii unterschiedlicher Gaszusammensetzungen installiert. Des weiterer Prozessparameter kann zu einer Steigerung der negativen Auswirkungen beschleunigt. Allein in 2018 wurden Weiteren wurden erste Prozessparameter verbessert. Die aus Produktbildung führen. Die Produktmengen werden mittels rund 4,4 Milliarden Passagiere mit dem Flugzeug transpor- Nicht alle gewünschten Produkte können von den gasver- der Gasfermentation mit Clostridien entstandenen Produkte GC-MS/MS analysiert, um nach den besten Stämmen zu tiert und 359 Milliarden Liter Flugtreibstoff verbraucht und wertenden Bakterien hergestellt werden. Durch das Einbrin- wurden im Rahmen eines von der ­Fraunhofer-Gesellschaft screenen. Das Ziel ist Produktionsstämme zu identifizieren, die Zahlen steigen. Doch was kann man nun tun, wenn die gen von Genen bekannter Biosynthesewege kann das Pro- geförderten MAVO-Projekts in Zusammenarbeit mit dem die geeignet sind, um eine ökonomische und nachhaltige Gesellschaft nicht auf die Dinge des Alltags und das Reisen duktspektrum erheblich erweitert werden. Als Startsub­strat Fraunhofer ICT und Fraunhofer UMSICHT aufgereinigt und Herstellung der gewünschten Moleküle im Industriemaßstab verzichten möchte? Eine Möglichkeit ist die Nutzung alternati- für diese »importierten« Biosynthesewege dient ein allen chemisch weiter verarbeitet. Nach der Oligomerisierung zu gewährleisten. Neben der Gewinnung von Chemikalien ver nachhaltiger biotechnologischer Herstellungsprozesse. Bak- Organismen gemeinsames Zwischenprodukt: Acetyl-CoA. von Aceton, Butanol und Hexanol ist es nun möglich ein für die Produktion von Flugtreibstoffen gibt es zahlreiche terien besitzen Biosynthesewege für eine Vielzahl chemischer Dieses wird mithilfe von Enzymen in mehreren Schritten zum komplexes hochmolekulares Gemisch zu erhalten, welches weitere Anwendungsmöglichkeiten. ­Aktuell bearbeiten wir Substanzen. So können Bakterien des Genus Clostridium u. a. Produkt umgesetzt. Die so gewonnenen Basischemikalien als Drop-in-Fuel für Flugtreibstoff dienen kann. mehrere Projekte mit unterschiedlichen Zielen: Das EU-geför-

Lösungsmittel wie Aceton, aber auch Säuren wie Essigsäure müssen dann noch extrahiert werden und können anschlie- derte H2020 Projekt BIOCON-CO2 hat u. a. die Verwertung und eine Reihe von Alkoholen wie Ethanol, Butanol und Hexa- ßend chemisch für die Herstellung von Produkten des Alltags von CO2 zu Isopropanol, Butanol und Hexanol im Fokus und nol herstellen. Als Rohstoff dient hier traditionell ein aus Pflan- weiter verarbeitet werden. So wird aus Aceton Plexiglas, aus Metabolic Engineering und Optimierungen in aktuellen das von CLIB koordinierte und vom BMBF geförderte Projekt zen gewonnener Zucker. Um eine weiter wachsende Weltbe- Isopren wird Gummi, und Ethanol, Butanol sowie Hexanol Projekten BioCOnversion verfolgt die Verwertung von CO aus Stahl- völkerung ernähren zu können, dürfen industrielle Rohstoffe werden zu Treibstoff. werken zur Produktion einer Plastikvorstufe. nicht mit der Herstellung von Nahrungsmitteln konkurrieren. Um die zum Teil sehr komplexen Biosynthesewege in den Aufgrund der vielversprechenden Resultate des MAVO-Pro- Weiterhin müssen sie kostengünstig und in großen Mengen Zellen zu etablieren, werden die Gene des Biosynthesewegs jekts zur gezielten genetischen Veränderung der Bakterien verfügbar sein. Ein Teil der Lösung könnte die Verwertung von als DNA-Fragment eingebracht und anschließend für einen für die Produktion bestimmter Basischemikalien und deren Abgasen aus der Stahlindustrie sein. Während der Stahl- stabilen Produktionsstamm in das Genom integriert. So ist Weiterverarbeitung, werden weitere Projekte aus diesem produktion fallen große Mengen an – rund 1,4 Tonnen CO2 dann auch keine Verwendung von Antibiotika als Selektions­ Themenfeld bearbeitet. Nach dem Proof-of-Concept erfolgt werden pro Tonne Stahl ausgestoßen. Diese Abgase bestehen marker für die Kultivierung notwendig. Die Entwicklung der nun die Optimierung der Zellen, um die Produktausbeuten des Weiteren aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2). Methoden für den Transfer und die Integration großer Bio- zu steigern. Mögliche Engpässe des Biosynthesewegs blei- Bestimmte Bakterien wie z. B. Clostridium ljungdahlii sind in synthesewege in C. ljungdahlii erfolgte am Fraunhofer IME ben keine Blackbox, sondern können durch Transkriptom-, MB der Lage CO2 und CO als Kohlenstoffquelle für ihr Wachstum und wurde erst kürzlich in der Zeitschrift »Biotechnology for Proteom- und Metabolitanalysen identifiziert werden. Neben Dr. Gabriele Philipps und die Herstellung von verschiedenen Stoffwechselprodukten Biofuels« veröffentlicht. der Suche nach effizienteren Enzymen für den verwendeten [email protected]

38 39 MIT KÜNSTLICHER INTELLIGENZ DAS ­BIO­LOGISCHE ALTER VORHERSAGEN

KNIME-Workflow, um verfüg­ Die globale Lebenserwartung ist derzeit auf höchstem Niveau. Dies ist weitgehend auf den medizini- bare epigenetische Daten zu schen Fortschritt zurückzuführen. Die Lebensqualität der alternden Bevölkerung kann beeinträchtigt analysieren. sein, jedoch können Maßnahmen wie eine gesunde Ernährung und Bewegung das Krankheitsrisiko ver- ringern. Ein relativ neuer Aspekt in der Bestimmung der Individualgesundheit auf zellulärer Ebene ist die Verwendung fortschrittlicher Sequenzierungstechnologien und künstlicher Intelligenz.

Korrelation epigenetischer Änderungen und Alterung, Arbeitsablauf des biologischen Alters-Tests Beeinflussung des Alterungsprozesses - durch in vitro wurden anschließend gegen eine Bibliothek von 800 chemi- mit fortschrittlicher Sequenzierungstechnologie möglich Technologien und KI wird dies zur Realität schen Verbindungen mit bekanntem toxikologischen Profil Nach der Extraktion der DNA aus der Speichelprobe ver- ­getestet, was zur Identifizierung von biologisch aktiven Sub- Der genetische Code ist während des gesamten Lebens nahe- wenden wir die Illumina-Sequenzierungsplattform, um das Die hier genannten Untersuchungen führten zur Identifizie- stanzen führte. Wir schlagen vor, Screening-Kampagnen für zu konstant. Im epigenetischen Code treten jedoch signifikan- CpG-Profil einer Person zu bestimmen. Unser Algorithmus rung von 30 Genen, deren Profile sich mit zunehmendem diese Targets unter Verwendung größerer Substanzbibliothe- te Veränderungen auf, die vererbbare Modifikationen in der wird anschließend genutzt, um die CpG-Daten zu analysie- Alter verändern. Das Gen-Radar Diagramm für eine 9-jährige ken zu initiieren. Ziel ist es neuartige Verbindungen zu identi- Genexpression einschließen, aber keine Veränderungen des ren und das biologische Alter vorherzusagen. Insgesamt wird und eine 78-jährige Person veranschaulicht dies. fizieren, welche das Potenzial haben, den Alterungsprozess zu zugrunde liegenden genetischen Codes beinhalten. Epigeneti- die Methylierung von 800 000 Positionen gemessen. Unser stoppen oder sogar umzukehren. Das Fraunhofer IME arbeitet sche Modifikationen gelten heute als regelmäßige Ereignisse, Algorithmus wurde so verfeinert, dass wir für die zuverlässige eng mit der Cerascreen GmbH zusammen, um die Finanzie- die von vielen Variablen wie Alter, Lebensstil, Krankheit und Altersvorhersage nur die CpG-Motive von 130 Genen benö- rung der Arbeiten sicherzustellen. Zum Schutz des geistigen Umweltfaktoren beeinflusst werden. Eine der am häufigsten tigen. 30 dieser Gene kodieren für Proteine, für die Assays Eigentums wurde eine PCT-Patentanmeldung eingereicht. untersuchten epigenetischen Veränderungen ist die Methylie- zur Verfügung stehen, mit denen ihre biologische Aktivität rung des genetischen Codes. Dieser Prozess beinhaltet die verfolgt werden kann. Darüber hinaus wurden in der Literatur

Übertragung einer Methylgruppe (CH3) auf die C5-Position des niedermolekulare Modulatoren für diese 30 Proteine beschrie- Cytosins unter Bildung von 5-Methylcytosin (5mC), die auch ben, was ihre Angreifbarkeit durch Arzneimittel belegt. Diese als CpG-Motive bezeichnet werden. Die Methylierung von Proteine werden derzeit als Wirkstofftargets evaluiert, mit dem Genen hat einen direkten Einfluss auf deren Expression. Ferner Ziel über sie den Alterungsprozess beeinflussen zu können. gibt es Hinweise, dass die Methylierung mit dem biologischen Alter einer Person korreliert und dies nicht unbedingt der TM Anzahl der gelebten Jahre, also ihrem chronologischen Alter, Dr. Sheraz Gul entspricht. In Zusammenarbeit mit der Cerascreen GmbH [email protected] entwickelten wir einen Algorithmus, der das biologische Alter einer Person aus dem epigenetische Profil, der aus einer Spei- chelprobe gewonnenen DNA, erfolgreich vorhersagen kann. Im Folgenden wird der daraus entwickelte Test zur Bestim- Vergleich der Methylierung (rote Punkte) von 30 Genen für ein 9- mung des biologischen Alters beschrieben. Im weitesten Sinne (oben) und 78-jähriges Individuum (unten). Oranger Bereich: Durch- kann das biologische Alter als Anhaltspunkt für den Gesund- schnittliche Methylierung über alle Altersgruppen hinweg. heitszustand eines Individuums dienen. Benutzeroberfläche des Tests. Das Gen-Radar Diagramm zeigt den TM Methylierungsgrad der 30 Gene, die mit dem Alter korrelieren. In einer Proof-of-Concept-Studie wurden 5 arzneimitteltaug- TM liche Proteintargets (der oben genannten 30 Gene) priorisiert Andrea Zaliani 2und miniaturisierte, screeningfähige Assays entwickelt. Diese [email protected]

40 41 IM GESPRÄCH mit Dr. Kwang-Zin Lee

Zur Person Dr. Kwang-Zin Lee studierte Biologie an der Eberhard ­­ Karls Universität in Tübingen. Nach seiner Dissertation am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie absolvierte er mehrere Forschungsaufenthalte im Ausland, darunter an der University of Western Ontario in Kanada, dem ­Centre ­d’Immunologie de Marseille-Luminy und dem Insitut de ­biologie moléculaire et cellulaire in Strasbourg, Frankreich. Seit 2016 ist er am Institutsteil Bioressourcen des Fraunhofer-­ Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME in Gießen tätig. Dort etablierte er die Arbeitsgruppe Insektenpathogene. 2017 übernahm er die Leitung der Abtei- lung Biodiversität und baute die neue Abteilung Biologischer Pflanzenschutz des Fraunhofer IME in Gießen auf, deren Leiter er seit 2018 ist. Sein Ziel ist es, aus natürlichen Insektenpa- thogenen wie Bakterien, Pilzen und Viren maßgeschneiderte Lösungen für den biologischen Pflanzenschutz zu entwickeln. »3« Bioressourcen

2009 wurde in Gießen unter Leitung von Prof. Dr. Andreas Vilcinskas die ­Fraunhofer IME Projektgruppe »­Bioressourcen« eingerichtet.

43 BIOLOGISCHER PFLANZENSCHUTZ: MIT MIKROBEN GEGEN SCHADINSEKTEN

Zur Entwicklung biologisch sicherer Pflanzenschutzmittel setzen Dr. Kwang-Zin Lee und sein Team auf Die Kirschessigfliege stammt aus Asien und ist seit 2011 auch in die Isolierung und Entwicklung natürlicher Gegenspieler von Schadinsekten. Als Modellsystem dient in Deutschland verbreitet. Sie befällt Obstkulturen wie z. B. Kirschen. seiner Forschung unter anderem die invasive Kirschessigfliege Drosophila suzukii, welche aktuell für große landwirtschaftliche Schäden im Obstbau national und international verantwortlich ist. Als mikrobi- elle Gegenspieler werden natürliche Viren und Bakterien aus der Fliege isoliert und auf ihre Eignung im es sich im Allgemeinen um Räuber oder Parasiten der Schadorganismen. Dies sind vor allem biologischen Pflanzenschutz getestet. Dr. Lee testet mit seinen Kollegen, ob diese direkt als sogenannte ­Insekten, Spinnen und Fadenwürmer (Nematoden), die auch kommerziell angeboten werden Biologicals, beziehungsweise die aus ihnen extrahierten wirksamen Naturstoffe im modernen Pflanzen- und aktiv als Nützlinge eingesetzt werden. Die Mehrzahl der Nützlinge wird für Gewächs- schutz eingesetzt werden können. Gleichzeitig werden zusammen mit Partnern aus Wissenschaft und hauskulturen eingesetzt. Beispielsweise sind Marienkäfer als wichtige Blattlausantagonisten Industrie innovative Verfahren für die Großproduktion der Kandidaten im Bioprozessbereich entwickelt. bekannt. Wir untersuchen Mikroorganismen, wie Bakterien, Pilze und Viren. Diese Insekten- pathogene besitzen generell eine hohe Wirtsspezifität und können gezielt gegen bestimmte Schadinsektenarten angewendet werden. Die öffentliche ablehnende Haltung gegenüber che- mischen Insektiziden, hat auch bei der Pflanzenschutzindustrie zum Umdenken geführt, sodass Herr Dr. Lee, Sie haben Biologie studiert. Was hat Sie an diesem Studienfach und dem ich das zukünftige Potenzial für den biologischen Pflanzenschutz als sehr hoch einschätze. zukünftigen Berufsfeld gereizt? Wie sieht Ihr heutiger Berufsalltag aus?

Ich muss etwas weiter ausholen, seit meiner Kindheit habe ich ein ausgeprägtes Interesse an Ihr Team widmet sich dem biologischen Pflanzenschutz mithilfe von Insekten. Warum Tieren, speziell Insekten, laut meiner Mutter war eins meiner ersten Worte dann auch sinniger­ ausgerechnet Insekten? Welche Forschungsansätze verfolgen Sie konkret? weise »Ameise«. Alles Lebendige übte auf mich einen besonderen Reiz aus. Für mich war schon als Kind klar, dass ich Biologe werden wollte. Nun, Insekten sind eine der evolutionär erfolgreichsten und mit Abstand artenreichsten Klasse Mein Berufsalltag hat sich mit fortschreitender Karriere graduell vom Labor hin zu mehr Büro- der Tiere überhaupt. Es sind über eine Million Arten beschrieben, von denen jede ein großes arbeiten verschoben. Am Beginn als wissenschaftlicher Mitarbeiter war ich noch aktiv im Labor Reservoir von insektenpathogenen Mikroorganismen darstellt. Ein Insektenpathologe hat somit beschäftigt. Die Aufgaben als Gruppenleiter kann man sich so vorstellen, dass vermehrt Zeit eine nahezu unbegrenzte Möglichkeit an insektenpathogenen Kandidaten und Kombinationen in Planung und Design von Projekten und den daraus resultierenden Arbeitspaketen investiert zur Anwendung der Insektenpathogene. Wie eingangs erwähnt, sind viele Insektenpathogene wird, dazu kommen noch Lehrtätigkeiten für den neuen Masterstudiengang »Insektenbiotech- sehr wirtsspezifisch, d. h. ideal für die Entwicklung von maßgeschneiderter Schadinsekten­ nologie und Bioressourcen« an der Justus-Liebig-Universität Gießen und diverse administrative bekämpfung, wenn nur ein definierter Schädling kontrolliert werden soll. Tätigkeiten. Wir benötigen eine umweltverträgliche Methode, um Schadinsekten zu kontrollieren. ­Unsere Strategie basiert auf dem Einsatz natürlicher Insektenpathogene.

Wie unterscheiden sich klassische und »moderne« Schädlingsbekämpfung? Aktuell isolieren wir ­regional aus Schadinsekten insektenpathogene Mikroorganismen. Hierfür Wie schätzen Sie das Potenzial ein? sammeln wir gezielt ­kränkliche, sogenannte moribunde, Insekten und isolieren aus diesen dann deren ­Pathogene. Die Proben werden anhand von zwei unterschiedlichen Methoden aufberei- Die klassische Schädlingsbekämpfung beruht bis heute vor allem auf chemischen Insektiziden.­ tet. Nach einer ­Homogenisierung wird die eine Probe direkt auf Anzuchtplatten ausgestrichen Unglücklicherweise bergen diese nicht unerhebliche unerwünschte Nebeneffekte, wie z. B. und inkubiert, um so Bakterien oder Pilze anzureichern. ­negative Effekte auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt, die Ausbildung von Die andere Probe wird durch einen 0,22 µm feinen Filter gesiebt, um spezifisch Viren zu ­Resistenzen der Schadorganismen gegen diese Insektizide und den Kollateralschäden an ­isolieren. Hervorzuheben sind die Ergebnisse mit natürlichen Viren aus der Kirschessigfliege Nicht-Zielorganismen wie beispielsweise Bienen und Hummeln. Ein vielversprechender Lösungs- Drosophila suzukii, einem invasiven Schadinsekt mit hohem Schadeffekt gegenüber reifen Obst. ansatz ist die biologische Schädlingsbekämpfung. Der biologische Pflanzenschutz beinhaltet Dort ist es uns gelungen, einen Virus zu isolieren und zu identifizieren, der eine insektizide Wir- den Einsatz verschiedener Makro- und Mikroorganismen. Bei den Makroorganismen handelt kung gegenüber der Fliege aufweist. Dieser Virus ist recht neu und bisher nicht eingehend

44 45 Die Kirschessigfliege befällt Der erste Befall durch die Kirsch­ weichschalige Früchte. Sie legt essigfliege wurde in Deutsch- charakterisiert worden. Wir arbeiten daran, aus ­diesem Virus mit verschiedenen Methoden ihre Eier in das Innere von Welche Vorteile bietet die biologische Schädlingsbekämpfung? Können wir bald land 2011 an Wein beobachtet. durch die Optimierung der Wirksamkeit, der Etablierung der Massenproduktion und der intakten Früchten und sorgt für ­womöglich komplett auf chemische Mittel zur Schädlingsbekämpfung verzichten? Entwicklung ­geeigneter Formulierungen letztendlich ein biologisch sicheres Mittel gegen die enorme Ernteverluste. Kirschessig­fliege zur Marktreife bringen zu können. Der Vorteil gegenüber der herkömmlichen Schädlingsbekämpfung liegt bei biologischen Pflanzenschutzverfahren, welche auf mikrobiellen Antagonisten beruhen, in der generell hohen Selektivität und damit einhergehend in der geringen Gefährdung von Mensch und Umwelt. Warum finden Sie für diese Art von Forschung am Fraunhofer IME in Gießen das ideale Natürlich gibt es auch Nachteile, die Produktion von biologischen Pflanzenschutzmitteln ist Umfeld? im Vergleich zu chemischen Mitteln meist mit höheren Kosten verbunden. Da wir mit inter- nen Partnern und Experten für Bioprozessoptimierungen kooperieren, sehe ich dahingehend Ich finde das Umfeld am Fraunhofer IME besonders stimulierend, da wir viele Kollegen mit Lösungsansätze, die Prozessabläufe wirtschaftlich gestalten zu können. exzellenten Fachkenntnissen aus den unterschiedlichsten Bereichen wie der angewandten Entomologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, mikrobielle Genomik, Bioinformatik, ­Analytik Nein, kurzfristig sehe ich keine Möglichkeiten, komplett auf chemische Schädlingsbekämpfung und Bioprozesstechnologie haben und uns für die Lösung von Fragen und Entwicklung von verzichten zu können. Ich würde den biologischen Pflanzenschutz mit Insektenpathogenen als Produkten interdisziplinär sehr gut vernetzt haben. Das heißt, wir können innerhalb des Teil einer integrativen Schädlingsbekämpfungsmaßnahme sehen, bei der zu mindestens der Fraunhofer IME geschlossene Projektkreisläufe abbilden, in der jeder Bereich davon profitiert. Anteil an chemischen Pflanzenschutzmittel maßgeblich reduziert werden kann. Ein kleines Beispiel: Falls wir in unserer Abteilung Mikroorganismen ­isolieren und identifizieren, die keine direkten Wirkungen auf die jeweiligen Schadinsekten ­aufweisen, ist das für unsere Forschung und Entwicklung natürlich unerfreulich. Sollten die ­Mikroorganismen zum Beispiel Zum Abschluss: Was macht Ihnen an Ihrer Arbeit am meisten Spaß? interessante Naturstoffe produzieren, sind sie eventuell für ­Kollegen anderer Abteilungen im Schwerpunkt Bioressourcen interessant. Wir können diese dann zur weiteren Bearbeitung ­z. B. Ehrlich gesagt: Alles! Was mir sehr viel Freude bereitet, ist die Planung, Durchführung und an unsere Kollegen der Abteilung Naturstoffforschung übergeben. Besonders wichtig ist für Auswertung von Studien, die Interaktionen mit Partnern aus Industrie, Landwirtschaft, Verbän- uns die enge Verzahnung mit den Kollegen, die unsere neuen Mikroorganismen nach dem den und universitären Forschungseinrichtungen, der wissenschaftliche Austausch mit Kollegen neusten Stand der Technik in die Fraunhofer IME eigene Stammsammlung integrieren, die aus den verschiedenen Teilbereichen der Insektenbiotechnologie. Wenn man nach Planung und Analysen von Transkriptom und Genomdaten zur Stammcharakterisierung durchführen, die Durchführung der Projekte dann als Abschluss eine Patentanmeldung oder eine Fachpublikation erforderlichen Prüfungen und Datenerfassung zur Risikoabschätzung mitbetreuen und bei der erreicht hat, erfüllt mich das mit großer Zufriedenheit. Aber auch die administrativen Tätigkei- Identifizierung von neuen Leitstrukturen unerlässliche Partner sind. Zudem besitzen wir durch ten und die Mitarbeiterführung machen mir außerordentlich viel Freude. die engen Kooperationen mit der Justus-Liebig-Universität Gießen und des dort verankerten Instituts für Insektenbio­technologie, sowie der Technischen Hochschule Mittelhessen auch lokal starke Partner, mit denen wir in den translationalen Lebenswissenschaften ein Zentrum in Mittelhessen besitzen, das national und international in dieser Form einzigartig ist. Durch den internationalen Masterstudiengang »Insektenbiotechnologie und Bioressourcen« begeistern wir auch junge Nachwuchswissenschaftler für dieses Themengebiet. Darüber hinaus finde ich den direkten Kontakt zu Industriepartnern, Verbänden und Landwirten sehr wichtig, durch den wir einen geschärften Blick auf die Entwicklung von benötigten Produkten und Dienstleistungen AE erhalten. Das ­Fraunhofer IME ist somit Mittler zwischen Grundlagenforschung und ­industrieller BR Forschung und mir persönlich macht es sehr viel Freude mich in diesem interdisziplinären Dr. Kwang-Zin Lee ­Spannungsumfeld einzubringen. [email protected]

46 47 IM FOKUS

Blütenentwicklung verstehen – pflanzliche Biomasse gezielt steigern! PD Dr. Gundula Noll

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Im Dezember 2010 ­wurde an der Westfälischen ­Wilhelms-Universität ­Münster unter der Leitung von ­Professor Dr. Dirk Prüfer eine Außenstelle eröffnet. Ein Forschungs­schwerpunkt ist die Blütenentwicklung.

49 BLÜTENENTWICKLUNG VERSTEHEN – PFLANZLICHE BIOMASSE GEZIELT ­STEIGERN!

In Zeiten einer rapide wachsenden Weltbevölkerung und einer Verknappung der landwirtschaftlich Links: Die gezielte Unterdrückung der Blüte führt zu einer enormen nutzbaren Anbauflächen, ist die Sicherung der weltweiten Ernährung eine der größten globalen Her- Biomassesteigerung – nicht nur unter Gewächshausbedingungen. ausforderungen der Menschheit. Um dieser zu begegnen, ist neben einer gerechteren Verteilung der Mitte: Die Modulation des Blühzeitpunkts ist zentrale Fragestellung Nahrungsmittel, eine drastische Erhöhung der landwirtschaftlichen Produktion ein herausragendes unserer Forschung. Ziel. Die Steigerung der pflanzlichen Biomasse, also die Ertragssteigerung von Nutzpflanzen, ist hier- Rechts: Blüht´s oder blüht´s nicht – das ist hier die Frage! bei von elementarer­ Bedeutung und steht folgerichtig im Fokus der modernen Pflanzenzüchtung. In der ­Abteilung »Funktionelle und Angewandte Genomik« des Fraunhofer IME an den Standorten Aachen und Münster erforschen wir die Blühinduktionsmechanismen von Pflanzen. Mit diesem Wissen können wir Der Zeitpunkt der Blühinduktion bei Pflanzen ist ein streng Flowering Locus T (FT) – der Schlüsselregulator der mittels moderner Züchtungsmethoden Biomasse und Ertrag von Pflanzen steigern. regulierter Prozess, bestimmt er doch wesentlich den Fort- ­Blütenentwicklung pflanzungserfolg der jeweiligen Spezies. Hierbei spielen sowohl äußere Umwelteinflüsse (exogene Faktoren), wie Bereits in den 1930er Jahren stellten Botaniker in Pionier­ beispielsweise die Tageslänge oder eine notwendige Kältepe- studien zur Blühinduktion fest, dass es einen mobilen Blüh­ riode, als auch innere (endogene) Prozesse, wie das Alter der stimulus – ein sogenanntes Florigen – geben muss, der in den Pflanze, eine große Rolle. Auch wenn die grundlegenden Blättern gebildet und anschließend zur Sproßspitze transpor- Faktoren der Blühinduktion bei vielen Pflanzen ähnlich sind, ist tiert wird. Hier terminiert er das vegetative Wachstum der es doch ein auf die jeweilige Spezies abgestimmter Prozess, da Pflanze, indem er die Umwandlung des vegetativen in ein sich die Architektur des Pflanzenkörpers, der Standort und das reproduktives Meristem vermittelt. Viele Jahrzehnte später Blühalter häufig stark unterscheiden. So ist ein grundlegendes wurde dieser mobile Stimulus der Blühinduktion auf mole- Verständnis der entscheidenden Faktoren und Abläufe gerade kularer Ebene als Flowering Locus T (FT) beschrieben. Dieser für konventionelle, aber auch für alternative, neuartige Nutz- wird in unzähligen Pflanzen in den Leitgeweben der Blätter pflanzen von elementarer Bedeutung, da sie die Ertragsmenge gebildet und anschließend über das Phloem von den Blättern direkt beeinflussen. Die rapide wachsende Weltbevölkerung in das apikale Meristem der Sproßspitze(n) transportiert. Hier sowie die Auswirkungen des Klimawandels, wie beispielsweise interagiert FT mit seinem Partner dem sogenannten FD und lang anhaltende Dürreperioden oder Überflutungen, sind die aktiviert in der Folge alle für die Blühinduktion und Blütenent- Triebfedern, die die moderne Pflanzenzüchtung hinsichtlich wicklung notwendigen Prozesse. Obwohl FT speziesübergrei- Ertragssteigerung und der Erzeugung anpassungsfähigerer fend DAS zentrale Modul der Blühinduktion darstellt, unter- Pflanzen vorantreiben. liegt seine Regulation in den verschiedenen Pflanzenspezies unterschiedlichen Faktoren. Je nach Standort der Pflanze spielt Die zentrale Stellschraube der Blühinduktion fast aller bis die Tageslänge eine entscheidende Rolle in der Verfügbarkeit heute untersuchten Pflanzen ist ein Faktor, der dafür ver- von FT, andere Pflanzen brauchen wiederum eine Kälteperiode antwortlich ist, die gesamte Kaskade der Blütenbildung und (Winter), um FT zu aktivieren und ihren Blühprozess zu initiie- -entwicklung in Gang zu setzen: Dieser sogenannte Flowering ren. Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Aufklärung Äußere Umwelteinflüsse sowie pflanzeneigene Prozesse bestimmen den Zeitpunkt der Blüte. Locus T (FT) ist Untersuchungsobjekt unserer Arbeitsgruppe. der Wirkungsweise von FT in Pflanzen der Familie der Solana- Dieser Prozess ist streng reguliert, da er das Bestehen der jeweiligen Art wesentlich sichert. Auf molekularer Ebene zielen all diese Faktoren Wir möchten verstehen, wie seine Regulation aber auch die ceen. Zu dieser gehören neben unserer Modellpflanze Tabak auf die Expression von FLOWERING LOCUS T (FT) ab, ein zentraler, in vielen Spezies beschriebener mobiler Stimulus der Blühinduktion. Für der nachgeschalteten Gene funktioniert, um letztendlich durch auch bedeutende Nutzpflanzen wie Kartoffel und Tomate. unsere Modellspezies Tabak konnten wir einen Spezialfall der FTs identifizieren: Neben Blütenaktivierenden FTs (FT4-5) besitzt Tabak eben- gezielte Modulation seiner Wirkung die Biomasse und somit falls Blüten-inhibierende FTs (FT1-3), die über das Phloem in das Sprossapikalmeristem (SAM) transportiert werden, dort um FD konkurrieren den Ertrag von Nutzpflanzen steigern zu können. und so den optimalen Blühzeitpunkt festlegen.

50 51 Blattbiomasse einer nicht-modi- Erheblich gesteigerte ­Blatt­- fizierten Tabakpflanze kultiviert biomasse einer FT-optimierten bei 15 °C erhöhter Temperatur Tabakpflanze kultiviert bei ­ und normaler Bewässerung. 15 °C erhöhter Temperatur und ­normaler Bewässerung.

Ertragssteigerung durch gezielte Modulation von Einsatz moderner Züchtungsmethoden wie CRISPR/Cas. Somit Züchtungsstrategie bei vegetativen Pflanzen wie Kartoffeln, ­Aktivatoren und Repressoren der Blühinduktion erreichen wir wirtschaftliche relevante und vor allem auf dem Zuckerrüben oder Salat zu testen, wo die Kohlenstoff- und Feld umsetzbare Züchtungsziele. Energieverteilung in die vegetativen Organe wünschenswert Unsere Arbeiten resultierten bereits in der Identifizierung und ist und eine verlängerte vegetative Wachstumsphase durch Charakterisierung mehrerer FTs. Neben den die Blühinduktion Modulation der Aktivität der FTs von Vorteil sein könnte. Im aktivierenden FTs identifizierten wir in diesen Pflanzenspezies Auch unter Stress behalten die FT-optimierten Pflanzen Fall der Kartoffel ist die Erforschung der spezifischen Funktio- auch einen Spezialfall der FTs: Hierbei handelt es sich um die ihre positiven agronomischen Eigenschaften nen der verschiedenen FTs von besonderem Interesse. In dieser Blütenbildung inhibierende, also reprimierende FTs, die in Pflanze ist die Knollenbildung ebenfalls von der Verfügbarkeit ähnlicher Form lediglich für wenige andere Nutzpflanzen wie Pflanzen, die eine höhere Resistenz oder Toleranz gegenüber bestimmter FTs abhängig und eine gezielte Modulation des die Zuckerrübe oder Sonnenblume beschrieben sind. Basierend veränderten Umweltbedingungen wie beispielsweise Hitze FT-Spiegels könnte den Ertrag der Kartoffelpflanzen auch un- auf der molekularen Charakterisierung der auf die Blühinduk- und Trockenheit aufweisen, werden angesichts des globalen ter sich verändernden Umweltbedingungen weiter steigern. tion reprimierend wirkenden FTs liegt ein besonderer Fokus Klimawandels und der stetig steigenden Weltbevölkerung hin- unserer aktuellen Arbeiten auf der Möglichkeit mittels Ge­ne­tic sichtlich der Sicherung der Nahrungsgrundlage unverzichtbar Auch dieses Projekt zeigt, dass die Kombination von Grund- En­gi­nee­ring eine beachtenswerte Steigerung der Biomasse der sein. Unsere neuesten Studien zeigen, dass Pflanzen, deren lagenforschung, zur Aufklärung der Funktion verschiedener Pflanzen zu erreichen. Dosis an aktivierenden FTs wir mittels moderner Züchtungsme- Schlüsselfaktoren der Blütenentwicklung, mit den Zielen der thoden heruntergesetzt haben, ihre positiven agronomischen angewandten Forschung, wie der gezielten züchtungsba- AE Es ist uns gelungen, über eine gezielte Modulation der Pflanze Eigenschaften wie gesteigerte Biomasse und erhöhte Saatgut- sierten Optimierung dieser Schlüsselfaktoren, ein zentraler, MBBR größere Mengen dieses reprimierenden Faktors bereitzustellen produktion auch unter verschiedenen abiotischen Stressbe- erfolgsbringender Ansatz ist. Im Sinne der modernen Pflanzen- PD Dr. Gundula Noll und somit die Pflanze in der vegetativen Wachstumsphase dingungen beibehalten. Normalerweise ist das Wachstum von züchtung stellt dies einen besonderen Anreiz und eine große [email protected] zu halten. Die Inhibierung der Blüte verlängert das vegetative Tabakpflanzen, die nur 5 °C höheren Temperaturen als unter Herausforderung dar. Wachstum, was uns die Möglichkeit bietet die Morphologie normalen Bedingungen ausgesetzt sind, deutlich verzögert und damit auch Ertrag und Biomasse der Pflanze gezielt zu und die Blattbiomasse substanziell geringer. Mittels unserer steuern. Derart optimierte Tabakpflanzen erreichten allein Technik erzeugte, FT-optimierte Pflanzen, bildeten auch bei durch die Unterdrückung der Blüte Höhen von ~ 5 Metern Anzucht, die bei 15 °C erhöhter Temperatur erfolgte, eine ver- und dadurch eine Biomassesteigerung allein aufgrund der gleichbare Biomasse wie Wildtyp-Pflanzen, die unter normalen Blattgröße von bis zu 60 Prozent, weiter immens gesteigert Bedingungen kultiviert wurden. durch die Ausbildung von bis zu zehn mal mehr Blättern. Die Aufklärung der Wirkungsweise von aktivierenden ­versus Somit sind FTs, die als Blüteninduktoren wirken, vielverspre- reprimierenden FTs erlaubt uns mittlerweile eine präzise chende Kandidaten für Züchtungsprogramme, die auf die An- Regulation der Pflanzenarchitektur, des Blühzeitpunktes und passung diverser Nutzpflanzen an die Auswirkungen des Kli- der Samenmenge und damit des erzielten Ertrags durch den mawandels abzielen. Interessant wäre es beispielsweise, ­diese

52 53 AUSGEWÄHLTE

PUBLIKATIONEN

Plant cell packs genannt Cookies – backe, backe Protein

Charakterisierung von Protein-Wechselwirkungen in lebenden Zellen

Mechanismen der Kautschukbiosynthese im Löwenzahn entschlüsseln

Wirkungen von Insektenmehl auf den Fettstoffwechsel

Neue Erkenntnisse zum Mechanismus von Caspase-6

Biokonzentrationsstudien mit dem Krebstier Hyalella azteca »5«

2019 publizierten Forscher des Fraunhofer IME über 150 Artikel in Peer-Review-­ Zeitschriften.

55 Dr. Dr.-Ing. Johannes Buyel Plant cell packs im 96-Well Dr. Tilo Knape Protein-Wechselwirkung-abhän- Abteilungsleiter Format. Wissenschaftlicher Mitarbeiter gige FRET-Signale in lebenden Bioprozessentwicklung Translationale Wirkstoffvalidierung | Zellen. Biochemische Pathologie

PLANT CELL PACKS GENANNT COOKIES – CHARAKTERISIERUNG VON PROTEIN-WECH- BACKE, BACKE PROTEIN SELWIRKUNGEN IN LEBENDEN ZELLEN

»DIE NEUE TECHNIK ERMÖGLICHT EINE SCHNELLE, REPRODUZIERBARE UND »DETAILWISSEN ÜBER PROTEIN-WECHSELWIRKUNG HILFT KRANKHEITSURSACHEN PARAL­LELISIERTE DURCHMUSTERUNG REKOMBINANTER PROTEINE« ZU VERSTEHEN UND THERAPEUTISCH ZU BEHANDELN«

Im Vergleich zu Säugerzellkulturen bietet die Proteinexpression Da sich die PCPs in verschiedenste Formate gießen lassen, u. a. Die detaillierte Identifizierung und Charakterisierung von lebenden Zellen ermöglicht. Durch die verbesserte Empfind- in Pflanzen verschiedene Vorteile im Hinblick auf Herstellungs- 96-Well-Platten, können wir die Methode sowohl zur Durch- Protein-Protein-Wechselwirkungen ist von elementarer Bedeu- lichkeit unseres In-vitro-Testsystems kann es zur Identifizierung kosten und Sicherheit. Allerdings fehlte für Pflanzen bisher musterung (Screening) als auch zur quantitativen Produkther- tung, um die Ursachen und die Entwicklung von Krankheiten neuer therapeutischer Zielmoleküle, zur Behandlung mensch- eine verlässliche Möglichkeit mit vertretbarem Aufwand große stellung (Scale-up) für erste Aktivitätstests nutzen. Die Kosten zu untersuchen, neue molekulare und pharmakologische Ziele licher Krankheiten und zur detaillierten Charakterisierung des Stückzahlen verschiedener Produktkandidaten, z. B. hinsicht- liegen bei rund 25 Cent pro Probe. zu identifizieren, subtile Änderungen der Protein-Wechselwir- Bindungsprofils von Arzneimitteln verwendet werden. lich ihrer Expression, zu testen. Wir haben die Methode bisher erfolgreich mit verschiedensten kungen bei der Arzneimittelbehandlung festzustellen, sowie Pflanzenzellen und Produkten getestet: Von Möhre bis Tabak das pharmakologische und toxikologische Potenzial neuer und TM Translationale Medizin und Pharmakologie In der Abteilung Bioprozessentwicklung (vormals Integrierte und von Antikörper bis Toxin. Doch es geht weiter. Aktuell bestehender Medikamente zu verifizieren. Produktionsplattformen) haben wir nun eine innovative Tech- arbeiten wir an der Vollautomatisierung der nötigen Arbeits- nik entwickelt und patentiert, die dieses Problem eindrucksvoll schritte, um das volle Potenzial der Technik ausschöpfen zu Um die Nachteile aktueller präklinischer In-vitro-Testsysteme Trümper, V., von Knethen, A., Preuß, A., Ermilov, E., Hack- löst: Plant cell packs (PCPs), aufgrund ihrer flachen, hellen können. Außerdem etablieren wir sogenannte Korrelationsfak- wie beispielsweise hohe Kosten, geringer Durchsatz und barth, S., Kuchler, L., Gunne, S., Schäfer, A., Bornhütter, T., Form auch »Cookies« genannt. Bei PCPs handelt es sich um toren, mit deren Hilfe wir die PCP Resultate auf ganze Pflanzen Einschränkungen in Bezug auf Selektivität, Spezifität und Vereb, G., Ujlaky-Nagy, L., Brüne, B., Röder, B., Schindler, M., Pflanzenzellen, die wir zunächst in Zellkultur halten und denen und damit viele hundert Kilogramm Biomasse übertragen Sensitivität weiter zu minimieren, haben wir ein systema- Parnham, M.J., Knape, T. wir anschließend das Flüssigmedium entziehen. Der verbliebe- möchten. tisch verbessertes, innovatives, auf der Durchflusszytometrie Flow cytometry-based FRET identifies binding intensities in ne Zellkuchen kann danach mit Agrobacterium tumefaciens basierendes Förster-Resonanz-Energie-Transfer (FRET)-Test­ PPARγ1 protein-protein interactions in living cells (2019) behandelt werden: Einfaches Auftropfen der Bakterienlösung MB Molekulare Biotechnologie system zur molekularen Verifizierung spezifischer Protein-­ ­Theranostics, 9 (19), 5444-5463. DOI: 10.7150/thno.29367 genügt. Das Bodenbakterium besitzt natürlicherweise die Protein-Wechselwirkungen entwickelt. Mit dem speziellen Fähigkeit DNA in Pflanzenzellen zu übertragen und wurde von Fokus auf den humanen nuklearen Hormonrezeptor Peroxisom uns so verändert, dass diese DNA die Information für die von Rademacher, T., Sack, M., Blessing, D., Fischer, R., Holland, T., Proliferator-aktivierter Rezeptor gamma (PPARγ) konnten wir uns gewünschten Produktkandidaten enthält. Das Resultat Buyel, J. erstmals zeigen, dass unser In-vitro-Testsystem detaillierte, der Behandlung ist die Akkumulation der Kandidaten in den Plant cell packs: A scalable platform for recombinant protein zuverlässige und reproduzierbare Daten für die Identifizierung Pflanzenzellen binnen drei bis fünf Tagen. production and metabolic engineering (2019) Plant Biotechno- und Charakterisierung von Bindungsintensität und -affinität Unsere Methode ist um ein Vielfaches effizienter als eine logy Journal, 17 (8), 1560-1566. DOI: 10.1111/pbi.13081 von direkten Protein-Protein-Wechselwirkungen von PPARγ vergleichbare Behandlung von Pflanzenzellen in Flüssigkultur. 2mit seinen Co-Faktoren in einem Hochdurchsatz-Testsystem in

56 57 Eva Niephaus Der Russische Löwenzahn, ein Prof. Dr. Holger Zorn Mehlwürmer gelten als Quelle für Doktorandin Naturkautschukproduzent. Abteilungsleiter hochwertiges Protein. Funktionelle und Angewandte Genomik Food- und Feed Improvement Agents

MECHANISMEN DER KAUTSCHUKBIOSYN- WIRKUNGEN VON INSEKTENMEHL AUF DEN THESE IM LÖWENZAHN ENTSCHLÜSSELN FETTSTOFFWECHSEL

»DIE ETABLIERUNG ALS GUMMIPRODUZENT ERFORDERT GRUNDLEGENDE »UNSERE UNTERSUCHUNGEN ZEIGEN, DASS INSEKTENMEHL BEIM AUFTRETEN ­ERKENNTNISSE ÜBER DEN KAUTSCHUKMETABOLISMUS DES LÖWENZAHNS« VON FETTSTOFFWECHSELSTÖRUNGEN GÜNSTIGE WIRKUNGEN HAT«

Der Bedarf an Naturkautschuk wächst stetig: Autoreifen, Genexpression führt dazu, dass sich kein funktionaler Kom- In unseren Studien untersuchten wir die Hypothese, dass kommt, wobei der Anteil bestimmter Phospholipide (Phospha- Gummihandschuhe und Schnuller sind nur drei Beispiele plex mehr formiert. Da dadurch der Interaktionspartner auch Insektenmehl als Proteinquelle günstige Auswirkungen auf tidylethanolamin) zunimmt und der Anteil anderer Phospholi- von etwa 40 000 Produkten, die das pflanzliche Biopolymer nicht mehr vorhanden ist, kann die Pflanze keinen Kautschuk den Fettstoffwechsel hat. Dazu führten wir zwei Versuche mit pide (Phosphatidylcholin) abnimmt. Auch diese Veränderungen enthalten. Häufig lässt sich Naturkautschuk, aufgrund seiner mehr produzieren. Alternativ werden jedoch andere sekundäre fettleibigen Ratten durch, die als Modell für Übergewicht und sind sehr bedeutsam, da die Gehalte einzelner Phospholipide einzigartigen Eigenschaften nicht durch synthetische, erdöl- Pflanzenstoffe, deren Synthese eng mit der von Kautschuk metabolisches Syndrom beim Menschen gelten. Dazu erhielten Membraneigenschaften (Enzymaktivitäten, Aktivitäten von basierte Polymere ersetzen. Daher nimmt die wirtschaftliche verknüpft ist, verstärkt gebildet. Im Rahmen unserer Experi- zwei Gruppen von Ratten entweder Casein oder Insektenmehl Transportproteinen) stark beeinflussen können. Unsere Unter- Bedeutung von alternativen Produzenten neben dem Kaut- mente konnten wir zeigen, dass diese nun vermehrt an Stelle als Proteinquelle. Wir fanden in beiden Versuchen überein- suchungen zeigen insgesamt, dass die Fütterung von Insekten- schukbaum, als bislang einziger kommerziell genutzter Quelle, von Kautschuk in den Partikeln im Latex zu finden sind. Aus stimmend, dass bei den Ratten, die Insektenmehl erhielten, die mehl bei fettleibigen Ratten sehr positive Auswirkungen auf zu. Die Entwicklung des Russischen Löwenzahns Taraxacum umfangreichen Proteom-Analysen von Kautschuk-defizienten Gehalte an Cholesterin und Triglyceriden im Blutplasma und in den Fettstoffwechsel hat. Diese Untersuchungen geben Anlass koksaghyz zur Naturkautschuk-Nutzpflanze ist in den letzten Löwenzahnpflanzen konnten wir weitere potenzielle Faktoren, der Leber drastisch, um bis zu 60 Prozent, vermindert waren. zur Hoffnung, dass vergleichbar günstige Wirkungen auch bei Jahren weit vorangeschritten. Trotzdem sind noch nicht alle unterschiedlicher mit der Kautschukbiosynthese assoziierter Die Lebern der Ratten in der Gruppe mit Insektenmehl waren übergewichtigen Menschen auftreten könnten. Da Insekten- einzelnen Komponenten und metabolischen Zusammenhänge Stoffwechselwege, als neue Ansatzpunkte zukünftiger For- auch deutlich kleiner und wiesen schon äußerlich sichtbar mehle komplexe Mischungen unterschiedlicher bioaktiver der Kautschukbiosynthese bekannt. Diese im Detail zu verste- schung ableiten. einen geringeren Fettgehalt auf, als die der Kontrollgruppen Stoffe sind, konzentrieren sich unsere gegenwärtigen Studien hen ist jedoch endscheidend, um Pflanzen mit hoher Produkti- mit Casein als Proteinquelle. Umfangreiche ­Untersuchungen darauf, die Inhaltsstoffe des Insektenmehls, die für die günsti- onsleistung zu erzeugen. MB Molekulare Biotechnologie mit aufwendigen Analysemethoden ergaben, dass die ver- gen Wirkungen verantwortlich sind, zu identifizieren. ringerten Cholesterin- und Triglyceridgehalte in Blutplasma AE Im Rahmen unserer Arbeit identifizierten wir ein Protein und Leber die Folge einer Hemmung der Cholesterin- und BR Bioressourcen (TkCPTL1), das für die Kautschukbiosynthese im Löwen- Niephaus, E., Müller, B., Deenen, N., Lassowskat, I., Bonin, Triglyceridsynthese in der Leber sind. Die Ratten, die das Futter zahn essenziell ist. TkCPTL1 bildet durch seine Interaktion M., Finkemeier, I., Prüfer, D., Schulze Gronover, C. mit Insektenmehl erhielten, hatten zudem niedrigere Gehal- Meyer S., Gessner D.K., Wen G., Most E., Liebisch G., Zorn mit einem katalytisch aktiven Protein einen Komplex. Dieser Uncovering mechanisms of rubber biosynthesis in Taraxacum te an Homocystein, einer Substanz, die in enger Beziehung H., Ringseis R., Eder K. sitzt an der Oberfläche von Partikeln, die im Milchsaft, dem koksaghyz – role of cis-prenyltransferase-like 1 protein (2019) zum Cholesterinstoffwechsel steht und auch als Risikofaktor The antisteatotic and hypolipidemic effect of insect meal in Latex, des Löwenzahns zu finden sind. Dort synthetisiert der The Plant Journal, 100 (3), 591-609, DOI 10.1111/tpj.14471 der Arteriosklerose (Gefäßverkalkung) gilt. Zudem haben wir obese zucker rats is accompanied by profound changes in he- Komplex die langen Polymerketten, die im Inneren der Partikel gefunden, dass es bei der Fütterung von Insektenmehl zu Ver- patic phospholipid and 1-carbon metabolism (2019) Molecular eingelagert werden. Die gezielte Verringerung der TkCPTL1 2änderungen in der Zusammensetzung von Zellmembranen Nutrition & Food Research 63, e1801305

58 59 Dr. Sheraz Gul Struktur des allosterischen Prof. Dr. Christian Schlechtriem Der Flohkrebs Hyalella azteca Wissenschaftlicher Mitarbeiter Caspase-6-Inhibitors und seiner Abteilungsleiter unter dem Mikroskop. Drug Discovery Bindungsposition. Bioakkumulation und Tiermetabolismus

NEUE ERKENNTNISSE ZUM MECHANISMUS BIOKONZENTRATIONSSTUDIEN MIT DEM VON CASPASE-6 KREBSTIER HYALELLA AZTECA

»DIE KOOPERATION MIT DER KORYPHÄE AUF DEM GEBIET DER HUNTINGTON-­ »ALS ALTERNATIVER TESTORGANISMUS ZU FISCHEN HAT HYALELLA AZTECA I N KRANKHEIT BRINGT UNS DEREN BEHANDLUNG EINEN SCHRITT NÄHER« BIOKONZENTRATIONSSTUDIEN GROSSES POTENZIAL«

Das Fraunhofer IME arbeitet mit Dr. Michael Hayden von der kann. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass wir eine Grundsätzlich werden Biokonzentrationsfaktoren (BCF) für und BCFk). Wir haben herausgefunden, dass die in Biokon- University of British Columbia zusammen, dem meistzitierten Substanzgruppe mit einem neuartigen Wirkprinzip mit hoher Regulationszwecke anhand von Fisch-Durchflusstests gemäß zentrationsstudien mit dem Süßwasser-Flohkrebs H. azteca Autor der Welt auf dem Gebiet der Huntington-Krankheit. Selektivität für ­Caspase-6 identifizierten. Die geeignetsten des technischen Leitfadens OECD 305 (OECD 2012) bestimmt. ermittelten BCF-Werte eine starke Korrelation mit den zuvor Im Mittelpunkt des Forschungsprojekts stand die Identifi- Verbindungen wurden in präklinischen in vitro Pharmakologie- Fischbiokonzentrationsstudien sind zeitintensiv, teuer und ­ermittelten Fisch-BCF-Werten aufzeigen. Somit hat H. azteca zierung von Inhibitoren des Enzyms Caspase-6, das an der und Absorptions-, Verteilungs-, Stoffwechsel-, Ausscheidungs- verbrauchen viele Labororganismen im Bereich von 100-200 ein großes Potenzial, in Biokonzentrationsstudien als alter- ­Prozessierung des Huntingtin-Proteins beteiligt ist. Dies gilt als und Toxizitätsstudien untersucht. Sie erfüllen die Kriterien Tieren pro Studie. Alternative Methoden, die helfen, die für nativer Testorganismus zum Fisch eingesetzt zu werden. Ein ein entscheidender Schritt in der Pathogenese der Hunting­ton- eines »Lead Compound« nach Industriestandard. Da dies ein BCF-Tests benötigte Anzahl von Fischen zu reduzieren, wären Protokoll für Biokonzentrationsstudien mit H. azteca unter Krankheit. Im Forschungsprojekt entwickelte das ­Fraunhofer wichtiger Meilenstein in der Wertschöpfungskette der Medika- daher von Vorteil. Hyalella azteca ist ein in Nord- und Mittel- standardisierten Bedingungen, welches sowohl ein Durchfluss- IME einen neuartigen Assay zur Messung der Caspase-6 mentenentwicklung darstellt, wurde das Patent »Modulatoren amerika weit verbreiteter epibenthischer Flohkrebs und wird als auch ein semi-statisches Testdesign umfasst, wurde im gesteuerten Prozessierung des Huntingtin-Proteins. Dieser der Caspase-6« erteilt (PCT/IB2015/000144). Nach Sicherung häufig in ökotoxikologischen Studien mit und ohne Sedi- Rahmen des Projektes CEFIC-LRI ECO40 entwickelt. Assay wurde erfolgreich miniaturisiert und gegen 22 644 der Rechte am geistigen Eigentum, veröffentlichten die For- ment eingesetzt. Die Frischwasserflohkrebse können leicht Verbindungen gescreent. Die Ergebnisse zeigten, dass eine schungsteams einen Beitrag in Cell Chemical Biology, der die im Labor kultiviert werden und sind das ganze Jahr hindurch AE BR Angewandte Oekologie bestimmte Substanzgruppe Caspase-6 mit hoher Effizienz Ergebnisse der Zusammenarbeit ausführlich beschreibt. verfügbar. Aufgrund ihrer hohen Reproduktionsrate und hemmt. Diese ersten spannenden Resultate führten zur Fort- ihres ­schnellen Wachstums können Testorganismen innerhalb setzung der Zusammenarbeit zwischen den Partnern, um die TM ScreeningPort weniger Wochen­ zur endgültigen Größe gezogen werden, Schlechtriem, C., Kampe, S., Bruckert, H.J., Bischof, I., vielversprechendsten Substanzen in der Wertschöpfungskette sodass die für Biokonzentrationstests benötigte große Anzahl Ebersbach, I., Kosfeld, V., Kotthoff, M., Schäfers, C., L’Haridon, J. der Wirkstoffforschung voranzutreiben. Die Forschungsteams Ehrnhoefer, D.E., Skotte, N.H., Reinshagen, J., Qiu, X., Winds- ­erwachsener Individuen leicht erreicht wird. In dieser Studie Bioconcentration tests with fish and the freshwater amphipod untersuchten diese Gruppe der Caspase-6-Inhibitoren in hügel, B., Jaishankar, P., Ladha, S., Petina, O., Khankischpur, bewerten wir das Biokonzentrationspotenzial für ein großes Hyalella azteca. Are the results predictive of bioconcentration einer umfassenden Studie weiter. Das wichtigste Ergebnis M., Nguyen, Y.T.N., Caron, N.S., Razeto, A., Meyer Zu Rheda, Spektrum an Substanzen in H. azteca, um eine Vergleichbar- in fish? (2019) Environmental Science and Pollution Research dieser Arbeiten war die Identifizierung von Inhibitoren, die M., Deng, Y., Huynh, K.T., Wittig, I., Gribbon, P., Renslo, A.R., keit mit den in der Literatur beschriebenen Fisch-BCF-Daten 26, 1628–1641. DOI: 10.1007/s11356-018-3677-4 die Interaktion zwischen Caspase-6 und Huntingtin-Protein Geffken, D., Gul, S., Hayden, M.R. Activation of caspase-6 is zu ermöglichen. Vierzehn verschiedene Substanzen mit blockieren. Molekulare Docking Studien deuten darauf hin, promoted by a mutant Huntingtin fragment and blocked by unterschiedlicher Hydrophobizität (log Kow 2.4–7.6) wurden dass der Inhibitor an eine allosterische Stelle von Caspase-6 an allosteric inhibitor compound (2019) Cell Chemical Biology unter Durchflussbedingungen getestet, um steady state und bindet, was die hochselektive Natur der Inhibitoren erklären 26 (9), 1295-1305. DOI: 10.1016/j.chembiol.2019.07.001 kinetische2 Biokonzentrationsfaktoren zu bestimmen (BCFss

60 61 MENSCHEN UND EREIGNISSE

Kurz berichtet Mitarbeiter, Begegnungen, Erfolge und neue Perspektiven am ­ Fraunhofer IME

»6«

2019 arbeiteten 533 Mitarbeiter am Fraunhofer IME.

63 Catherine Müschen in der »Young Tag der Immunforschung des Fraunhofer Mit Insekten auf Streife – Bienen im Aachener Leistungszentrum »Vernetzte, Research Class« erfolgreich CIMD Einsatz als Drogenschnüffler adaptive Produktion« gut aufgestellt

Catherine Müschen, Doktorandin am Fraunhofer IME in Am 19. Juni 2019 fand in Frankfurt am Main der erste »Tag Könnten Bienen in Zukunft die Polizei bei der Drogenfahn- Positive Rückmeldungen erhielt das Aachener Leistungs- ­Aachen, nimmt seit Sommer 2018 an dem zweijährigen der Immunforschung« des Fraunhofer Cluster of Excellence dung unterstützen? Mit dieser Frage beschäftigte sich eine zentrum am 16. April 2019 vom fünfköpfigen Gutachter-­ Nachwuchsprogramm der Fraunhofer-Gesellschaft »Young for Immune-Mediated Diseases CIMD statt. Das Teilnehmerfeld 22-jährige Kommissarin aus Köln in ihrer Bachelorarbeit und Gremium, das die Fraunhofer-Gesellschaft zur Evaluierung Research Class« teil. In ihrem vierköpfigen Team freute sie setzte sich aus Mitarbeitern der Kerninstitute des Forschungs- erregte damit große Aufmerksamkeit, sowohl in Sicherheits- gebeten hatte: Seit knapp drei Jahren arbeitet ein Team aus sich über die Bewilligung des Forschungsprojekts »In silico-­ clusters (Fraunhofer IME, ITEM und IZI) sowie 38 weiteren kreisen als auch in den Medien. Im Februar wurde sie dafür Forschern der drei Aachener Fraunhofer-Institute IPT, ILT und driven bio­processes«, das am ersten März 2019 startete. Die Fraunhofer-Instituten zusammen. Insgesamt besuchten ca. 170 mit dem »Zukunftspreis der Polizeiarbeit« ausgezeichnet. IME an der Entwicklung eines einheitlichen Vorgehens zur »Young Research Class« verbindet die Entwicklung origineller Teilnehmer die Veranstaltung. Verarbeitung von Produktionsdaten. Die Empfehlung der Gut- Forschungs­ideen mit der Vernetzung über Hierarchien und Am »Tag der Immunforschung« erhielten die Teilnehmer Die Idee geht auf die Forschung des LOEWE-Zentrums für achter stellte nun die Weichen für eine weitere Förder­phase. Disziplinen hinweg. Teilnehmen können Wissenschaftler, einen Einblick in die Arbeit des Forschungsclusters. Dessen Insektenbiotechnologie der Justus-Liebig-Universität Gießen Dr. Dr.-Ing. Johannes Buyel und sein Team vom Fraunhofer IME die gerade promoviert haben oder sich in der Endphase der Wissenschaftler präsentierten ihre wissenschaftlichen Projekte, zurück, an dem bereits seit Jahren an Bienen und ihrem her- bringen ihre Expertise in den Bereich »Big Data Analytics in ­Promotion befinden. eingeladene Mediziner erzählten, was sich ihre Patienten am ausragenden Geruchssinn geforscht wird. »Der ist so genau, komplexen Produktionsumgebungen« ein. Das Leitthema 2018 lautete »Biologische ­Transformation«. meisten wünschen (der »Medical Need«) und Industriever- dass es um die Erkennung einzelner Moleküle geht«, erklärt Der Aufgabe, eine offene Forschungsplattform und Testum- Im Research Camp, das im Juni 2018 in Waischenfeld statt- treter erläuterten die Anforderungen und Bedingungen des der Leiter des Institutsteils Bioressourcen des Fraunhofer IME gebung für die Industrie zu entwerfen, in der neue Konzepte fand, erarbeiteten die 15 Teilnehmenden Projekt­ideen. Markts. in Gießen, Prof. Andreas Vilcinskas. Und da die Bienen in der einer digitalisierten Produktion erforscht und praxisnah erprobt ­Catherine Müschen entwickelte im Team mit Kollegen Das Fraunhofer CIMD widmet sich der translationalen Lage sind, sich diese Gerüche schnell zu merken, können sie werden können, sind die drei Institute erfolgreich nachge- von den ­Fraunhofer-Instituten IBP, ITWM und IIS die Idee Forschung. Es überträgt also Grundlagenforschung in die innerhalb von wenigen Sekunden mithilfe von schwachen, kommen. Industriepartner aus dem Umfeld von IT-System­ »In silico-­driven bioprocesses«. Ziel dieses Projektes ist die Anwendung. Dabei arbeitet das Fraunhofer CIMD in den vier aber unan­genehmen Stromimpulsen auf beliebige Geruchs- anbietern, Anlagenherstellern und produzierenden Unter- Beschleunigung der biologischen Wirkstoffproduktion und großen Themenfeldern der Gesundheitsforschung – Drugs, stoffe ­konditioniert werden. nehmen haben sich dem Leistungszentrum im Rahmen einer Prozessentwicklung am Beispiel Pflanze. Diese Projektidee Diagnostics, Devices und Data, den 4D. Diese vier Themenfel- In der Praxis könnte diese Technik zum Beispiel an ­Flughäfen offenen Forschungscommunity angeschlossen und gewähr­ stellte das Team im Rahmen der ProjektExpo im September der werden von den vier Berufsgruppen – Ärzten, Naturwis- zum Einsatz kommen, indem eine Maschine die Luft aus leisten zusätzliche Praxisrelevanz. 2018 dem Präsidenten der Fraunhofer-Gesellschaft Prof. senschaftlern, Ingenieuren und Informatikern – repräsentiert. den Koffern in eine Box mit Bienen saugt. An der Reaktion In den vier Kategorien »Profil und Umsetzung«, »Stand- ­Dr.-Ing. Reimund Neugebauer und dem Fraunhofer Think Die Teilnehmer nutzten den »Tag der Immunforschung« um der ­Insekten kann dann auf illegale Substanzen im Gepäck ort und Wirkung«, »Transfer und Nachhaltigkeit« sowie Tank vor. Anschließend wurde der Projektantrag ausgearbei- weitere Kooperationsmöglichkeiten zu besprechen, wobei sie geschlossen werden. Auch fliegende Einsätze sind denkbar. »Strategie und Perspektive« überprüften die Gutachter das tet und zur Begutachtung eingereicht. Mitte Februar 2019 sich vorrangig der Frage widmeten, wie Ideen kosteneffizient Während die klassischen Polizeihunde monatelang ausgebildet Leistungs­zentrum anhand von jeweils fünf zentralen Fragen. kam der Förderbescheid und zum 1. März 2019 haben die in die Anwendung gebracht und in neue Behandlungsmög- werden müssen, haben Bienen neben der schnellen Konditio- Die Ergebnisse waren in allen Kategorien deutlich überdurch- experimentellen Arbeiten an den vier Fraunhofer-Instituten lichkeiten überführt werden können. nierung zusätzlich den Vorteil, dass sie immer wieder auf neue schnittlich: Besondere Anerkennung erhielten die Aachener begonnen. Für Catherine Müschen ist die »Young Research Der »Tag der Immunforschung« war ein gelungener Auftakt Stoffe trainiert werden können und eine längere Einsatz­dauer Institute für ihre gute Kooperation mit Partnern aus Wirt- Class« eine Chance Projektbeantragung und Durchführung zur Förderung von Vernetzung, Zusammenarbeit und Koope- haben. Sie können bis zu 48 Stunden durcharbeiten. Die schaft, Wissenschaft und Politik sowie die hohe Zufriedenheit eigenverantwortlich zu gestalten. Den ersten eigenen Förder- rationsmöglichkeiten entlang der 4D innerhalb der gesamten Gewerkschaft der Polizei (GdP) sieht in dieser Forschung eine der Industriepartner. Auch die klare thematische Ausrichtung AE bescheid in der Hand zu halten ist ein bedeutender Moment. Fraunhofer-Gesellschaft. TM »mögliche Revolution für die Polizeiarbeit«. BR des Leistungs­zentrums und, damit verbunden, die gute Sicht- Der ­krönende Projektabschluss wird die Präsentation auf dem barkeit am Standort sowie das Potenzial zur überregionalen Fraunhofer Netzwert-Symposium 2020 in München sein. MB Vernetzung hoben die Gutachter lobend hervor. MB

64 65 Beauftragte für Chancengleichheit am Fraunhofer IME veranstaltet Stammzell­ Lernpartnerschaft besiegelt Bundesumweltministerin Svenja Schulze Fraunhofer IME gründen Netzwerk symposium mit Kooperationspartner beim Kids‘ Lab der Umweltprobenbank

Die Gleichstellung von allen Geschlechtern, die Vereinbarkeit Anlässlich des Besuches des Ersten Bürgermeisters der Freien Ende Juni unterzeichneten Rita Hündgen, Schulleiterin des Am 17. und 18. August 2019 präsentierte sich das Bundes- von Familie und Beruf sowie der Schutz vor sexueller Beläs- und Hansestadt Hamburg Dr. Peter Tschentscher mit einer Cusanus-Gymnasiums in Erkelenz und Dr. Dr.-Ing. Johannes ministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit tigung am Arbeitsplatz – all diesen Themen widmen sich die Wirtschafts- und Wissenschaftsdelegation in Japan, hat das Buyel, Abteilungsleiter am Fraunhofer IME in Aachen eine Ko- in Berlin mit einem Tag der offenen Tür. Mit dabei: Das Kids‘ Beauftragten für Chancengleichheit (BfC). Dabei sind sie zur Fraunhofer IME mit seinem Partner FBRI (Foundation for operationsvereinbarung. Nach zweijähriger Erprobungs­phase Lab der Umweltprobenbank, mit dem das Fraunhofer IME die Verschwiegenheit verpflichtet, sodass sich alle, die in diesem Biomedical Research and Innovation at Kobe) am 29. August ist die Lernpartnerschaft nun besiegelt. Den Schülern soll das Umweltprobenbank vorstellte. Hier konnten Kinder mit Kitteln, Zusammenhang Sorgen oder Probleme haben, vertrauensvoll 2019 in Kobe, Japan ein wissenschaftliches Symposium ver- Fraunhofer IME im Verlauf ihrer Schullaufbahn als »Modell Handschuhen und Schutzbrillen wie echte Wissenschaftler mit an sie wenden können. anstaltet. Das Symposium zum Thema »New opportunities for der Arbeitswelt in Form einer modernen naturwissenschaft- Flüssigstickstoff bei Temperaturen von minus 196 Grad Celsius Bislang waren die BfC immer nur zu zweit an einem Standort,­ drug discovery with stem cell technologies« stand unter der lich ausgerichteten Forschungseinrichtung mit einem hoch experimentieren und die Probenarten der Umweltproben- aber das Fraunhofer IME mit seinen Institutsteilen bietet Schirmherrschaft des Direktors des FBRI, dem Immunforscher qualifizierten Leistungsspektrum« begegnen. Wesentliche bank kennenlernen. Bundesumweltministerin Svenja Schulze die Möglichkeit, die kleinen Teams zu einem Netzwerk zu und Medizinnobelpreisträger 2018 Prof. Dr. Tasuku Honjo, und Zielsetzungen der Kooperation sind durch die Begriffe »Öff- nutzte die Gelegenheit, sich am Stand des Fraunhofer IME verbinden. Diese Chance haben die BfC der Standorte Aachen Dr. Peter Tschentscher, einem habilitiertem Mediziner. nung von Schule und Unterricht«, »Handlungsorientierung« über die Umweltprobenbank zu informieren. Seit dem Jahr (Greta Nölke und Christiane Fischer), Frankfurt am Main Dr. Tschentscher würdigte in seinem Grußwort insbesondere sowie »Berufswahl- und Arbeitsweltorientierung« charakteri- 2000 betreibt das Fraunhofer IME die Umweltprobenbank, ein (Carmen Walter und Susanne Schiffmann), Gießen (Kirsten die internationalen Kooperationen Hamburger Forschungsein- siert. Das Fraunhofer IME als Lernpartner bietet den Schülern zentrales Element der Umweltbeobachtung in Deutschland, im Bommersheim und Sabine Schmelzle) und Schmallenberg (Elke richtungen, die sich nicht zuletzt in der engen Partnerschaft – insbesondere der gymnasialen Oberstufe – die Möglichkeit Auftrag des Umweltbundesamts. Im Rahmen des Programms Eilebrecht und Jennifer Teigeler) ergriffen und sich zum ersten des Kobe Biomedical Innovation Clusters mit Life Science Nord zu Einblicken in attraktive Berufsfelder, Ausbildungs- und Stu- führt das Fraunhofer IME auch retrospektive Monitoring-­ Mal am 11. Juli 2019 in Gießen getroffen, um das Fraunhofer ausdrückt. In seiner Key Note berichtete Prof. Dr. Carsten diengänge, die sich ihnen mit dem Abschluss der Fachhoch- Untersuchungen durch, bei denen archivierte Proben auf den IME-BfC-Netzwerk zu gründen. Bereits bei diesem Treffen Claussen genau von einem solchen kooperativen Forschungs- schul- bzw. allgemeinen Hochschulreife eröffnen. Ergänzend Gehalt an aktuell relevanten Chemikalien untersucht werden. wurden Themen festgelegt, mit denen sich das Netzwerk vorhaben, bei dem die Krankheitshypothese, klinische Evidenz zu diesem grundsätzlichen Orientierungsangebot sind die fol- Auf diese Weise kann beispielsweise überprüft werden, ob beschäftigen möchte. der Stammzelltherapie mit den Hamburger Screening Ergeb- genden Aktivitäten geplant: Punktuelle unterrichtsbegleitende Stoffverbote durch staatliche Stellen oder freiwillige Anwen- Ihre erste Aktion war die Präsentation eines gemeinsamen Pos- nissen und seinen Stammzellassays verknüpft werden. Prof. Dr. Angebote vonseiten des Fraunhofer IME im Fach Biologie; dungsbeschränkungen bestimmter Substanzen durch Herstel- ters auf dem All-IME-Summer Meeting. Die BfC stellten sich Akihiko Taguchi, der PI dieses Vorhabens im Bereich Demenz­ Exkursionsangebot für die Schüler der Leistungskurse Biologie ler zu einer Verringerung der Umweltkonzentrationen dieser auf diesem Poster allen Mitarbeitenden vor und informierten erkrankung, ergänzte dies mit beeindruckenden klinischen zum Fraunhofer IME zur Erkundung etwa des Tätigkeitsfelds Verbindungen führen. zum Schwerpunkt Elder Care. So können die BfC in Zusam- ­Daten. Weitere deutsche Sprecher waren Prof. Dr. Heiner Forschung; Fortbildungsangebot für Lehrer des Unterrichts- Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden in Berichten menarbeit mit dem pme Familienservice die Mitarbeiter bei der ­Dobner, Direktor des Heinrich Pette Instituts, der die Potenziale fachs Biologie zu aktuellen Themen der Molekularbiologie und zusammengefasst und in internationalen Fachzeitschriften Organisation der Pflege von Angehörigen unterstützen. Des von humanen, adulten Stammzellen für die Infektionsfor- Angewandten Ökologie; Bildung einer Informationsplattform publiziert. Einige Beispiele solcher Publikationen sind die Weiteren informierten die BfC interessierte Mitarbeiter zu den schung erläuterte. Dr. Peter Fruhstorfer, CEO Eppendorf AG, über Ausbildungsangebote am Fraunhofer IME sowie in den Untersuchungen zu Organozinnverbindungen in Nord- und vielfältigen Aufgaben des Amts und standen für Gespräche setzte den industriellen Schlusspunkt mit der Notwendigkeit verschiedenen Einrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft e. V. Ostseemuscheln, perfluorierte Verbindungen in verschiedenen zur Verfügung. von standardisierten, QC gestützten Prozessen und Tools. Zwei Johannes Buyel freut sich, dass die Kooperation weitergeführt Organismen des marinen Nahrungsnetzes oder Triclosan und AE Auch in Zukunft arbeitet das Fraunhofer IME-BfC-Netzwerk japanische Beiträge des Riken Instituts und der Kobe Univer- wird: »Ich setze mich für die Lernpartnerschaft ein, da Schüler Methyltriclosan in Süßwasserfischen. BR zusammen, um gemeinsam mehr zu erreichen. sität hatten den Einsatz von Stammzellen für die regenerative wenig Möglichkeiten haben, Einblicke in das Berufsleben Medizin zum Thema, und belegten die weltweit führende »Forschung« zu bekommen. Persönlich hätte ich ein solches Rolle Japans in der Stammzellforschung. TM Angebot früher gerne angenommen«. Das dem auch heute so ist, zeigt das Lob der Teilnehmer: »Das war cool«. MB

66 67 Start der neuen Abteilung Nach der Pilzzucht ist vor der Großer Erfolg für Nachwuchs-Rheumato­ 60 Jahre Fraunhofer in Schmallenberg – »Bioprozessentwicklung« Insektenzucht login am Standort Frankfurt am Main weltweit aktiv, lokal verwurzelt

Im August 2019 wurde in Aachen die Abteilung »Bioprozess­ Die Proteingewinnung aus Insekten ist weltweit auf dem Die DGRh Forschungsinitiative 2020, deren Idee die personen- Eine Erfolgsgeschichte wurde gefeiert: Kurz vor Fertigstel- entwicklung« ins Leben gerufen. Unter Leitung von Dr. Dr.-Ing. Vormarsch. Sie gilt als besonders nachhaltig im Vergleich zur bezogene Förderung junger Ärzte in der Rheumatologie ist, lung der neuen Institutsmitte feierte das Fraunhofer IME am Johannes Buyel befasst sich das Team mit verschiedensten klassischen Nutztierhaltung. Jedoch hängt die Nachhaltigkeit hat im Rahmen eines deutschlandweiten kompetitiven Aus- 29. Oktober 2019 mit 160 geladenen Gästen aus Wissen- Aspekten der Proteinproduktion vom Gen hin zum fertigen unter anderem stark vom eingesetzten Futter für die Insekten­ wahlverfahrens die ersten Preisträgerinnen bekannt gegeben schaft, Wirtschaft und Politik das 60-jährige Bestehen des Produkt. Trotz großer Fortschritte bei der Produktion rekom- ab. In der EU herrschen strenge Vorgaben bezüglich der und beim diesjährigen Rheumatologen Kongress in Dresden ­Fraunhofer-Standorts in Schmallenberg-Grafschaft. Neben binanter Proteine gibt es bisher keine generischen Protokolle zugelassenen Futtermittel für Insekten. Deshalb wird häufig ausgezeichnet. Eine der beiden Preisträgerinnen ist Frau Dr. einem Blick auf die Bedeutung der Forschungstätigkeit in und eine Prozessentwicklung ist von Fall zu Fall erforderlich. auf getreidebasiertes Futtermittel wie Hühner- oder Schweine- Sorwe Mojtahed Poor (2. v. r.) aus der Rheumatologie des Uni- Vergangenheit und Gegenwart wurde auch ein Ausblick Johannes Buyel setzt dabei u. a. auf das System Pflanze als futter zurückgegriffen. Werden die damit erzeugten Insekten versitätsklinikums der Goethe-Universität Frankfurt am Main. auf zukünftige Forschungsthemen gegeben. Diese werden Produktionsplattform. Er ist der Meinung: »Für einige Pro- wiederum als Tierfutter eingesetzt, ist die Nachhaltigkeit Die Förderung ermöglicht durch eine zweijährige Finanzierung durch Investitionen von insgesamt rund 30 Millionen Euro teine sind Pflanzen eine gute Alternative zu den etablierten dieses »Umwegs« fraglich. der Personalstelle die Freistellung aus der Klinik, um sich in durch Bund, Land und Eigenmittel ermöglicht. Der neue mikrobiellen und tierischen Systemen oder sogar das we- Kooperation mit dem Fraunhofer IME patientenorientierten ­Fraunhofer-­Vorstand für Technologiemarketing und Geschäfts- sentlich effizientere Produktionssystem.« Zeitgemäße Pro- Es gilt daher, Futterquellen für die Insektenzucht zu nutzen, Forschungsprojekten widmen zu können. Die enge Kooperati- modelle, Prof. Dr. Ralf B. Wehrspohn, hob die Bedeutung teinproduktionsprozesse berücksichtigen von Anfang an die die die Vorgaben der EU erfüllen, aber nicht in Konkurrenz mit on zwischen dem Fraunhofer IME und der Goethe-Universität des Standorts Schmallenberg als Keimzelle der Fraunhofer-­ Eigenschaften von Genen und Proteinen, die Quantität und klassischem Nutztierfutter stehen. Potenzial sieht Dr. Martin spielte bei der Auswahl von Dr. Poor eine wesentliche Rolle, da Gesundheitsforschung hervor. Die Grußworte des Landrats, Dr. Qualität der benötigten Produkte, Fragen der nachgelagerten Rühl, vom Institutsteil Bioressourcen des Fraunhofer IME in so eine Einbettung der Ärztin in ein kompetentes translationa- Karl Schneider, und des parlamentarischen Staatssekretärs im Verarbeitung, regulatorischen Vorgaben und des geistigen Gießen, in der Nutzung abgeernteten Pilzsubstrats aus der les Forschungsumfeld gewährleistet wird. Ministerium für Kultur und Wissenschaft NRW, Klaus Kaiser, Eigentums, die auftreten könnten. Nur so kann eine optimale Speisepilzzucht. Mit dieser Verlängerung der Wertschöpfungs- beleuchteten die Bedeutung als regionaler Arbeitgeber und als Produktionsstrategie ausgewählt werden. Die Abteilung hat kette könnte ein bisher ungenutzter Nebenstrom auf Stroh- Dr. Poor nahm bereits an einem PhD Programm am ­Fraunhofer wichtiger Bestandteil der nordrhein-westfälischen Forschungs- eine automatisierte und integrierte Plattform für das Screening und Holzbasis zur Gewinnung von wertvollem tierischem IME teil und konnte dabei erfolgreich Laborforschung mit landschaft. Der umweltpolitische Sprecher der Fraktion der von Genvarianten entwickelt. Diese erlaubt eine Translation Eiweiß erschlossen werden. klinischen Fragestellungen verknüpfen. Im Rahmen der ihr Europäischen Volksparteien EVP im Europäischen Parlament vom Gen zur Proteinproduktion im Pilotmaßstab in weniger als jetzt zugesprochenen Förderung der DGRh wird sich Dr. Poor und Vorsitzende der CDU-NRW Europagruppe, MdEP Dr. Peter vier Wochen und kombiniert parallelisierte chromatografische Nach ersten vielversprechenden Versuchen im Labormaß- der Erforschung kardiovaskulärer Begleiterkrankungen bei Liese (oben im Bild), lobte in seinem Grußwort die wichtigen Reinigung und Proteinanalytik. Die Experimente basieren typi- stab, die von Fabiola Neitzel im Zuge ihrer Masterarbeit am rheumatischen Erkrankungen widmen und insbesondere an Beiträge des Fraunhofer IME zum Umwelt- und Verbraucher- scherweise auf einer Design-of-Experiments-Strategie. Diese ­Fraunhofer IME in Gießen erarbeitet wurden, starteten Fabiola validen, frühen Nachweismethoden einer solchen Manifesta- schutz und bat um eine Beteiligung am neuen EU-Forschungs- liefert umfangreiche Informationen und deskriptive Modelle Neitzel und Dr. Rühl nun einen industriellen Pilotversuch tion forschen. Ziel ist es, solche Begleiterkrankungen am programm Horizont Europa im Rahmen der Mission Krebs. für die komplexen Einflüsse verschiedener Prozessparameter, mit dem Verband Schweizer Pilzproduzenten (VSP). Die auf Herzkreislaufsystem nicht nur rechtzeitig zu erkennen, sondern Prof. Dr. Adolf Eisenträger, Abteilungsleiter für Arzneimittel, so kann eine schnelle Prozessoptimierung erfolgen. Ergänzt abgetragenem Pilzsubstrat herangezogenen Insektenlarven auch mit einer intensivierten antirheumatischen Therapie Chemikalien und Stoffuntersuchungen im Umweltbundes- wird der Ansatz durch mechanistische Modelle, die Expression könnten so zukünftig einen Beitrag zur Futtermittelversorgung erfolgreich zu behandeln, um so die Sterblichkeit von Patien- amt (UBA), stellte die enge Kooperation zwischen UBA und und chromatografische Reinigung beschreiben und es er- von Fisch- und Geflügelzuchten mit regionalen Eiweißquellen ten mit entzündlich-rheumatischen Erkrankungen weiter zu ­Fraunhofer IME anhand der Umweltprobenbank und eines AE möglichen, viele Bedingungen in silico zu untersuchen. Durch leisten. BR senken. Dieses Projekt wird erneut in enger Zusammenarbeit Beispiels aus der Richtlinienentwicklung­ dar. Das ­entstehende die Bündelung dieser Expertisen bietet das Team um Herrn von Fraunhofer IME am Standort Frankfurt am Main und dem neue Laborgebäude konnte von den Gästen besichtigt AE Buyel Auftraggebern die Möglichkeit ihr Produkt schneller zur Universitätsklinikum der Goethe-Universität durchgeführt. TM ­werden. BR Markt­reife zu bringen. MB

68 69 2 DAAD-Delegation aus Kenia besucht Startschuss für das trilaterale Urban TaraxaGum – der Fahrradreifen aus Früherkennung möglicher Immuntoxizität Fraunhofer IME in Schmallenberg Kooperationsprojekt inCELLphosTAG Löwenzahn immunmodulierender Arzneimittel

Eine hochrangige Delegation aus Kenia besuchte Deutsch- Mit dem Projekt inCELLphosTAG hat sich das Fraunhofer IME Nach einigen Jahren gemeinsamer intensiver Entwicklungs­ Seit Jahrzehnten werden Arzneimittel hauptsächlich aus land, um das deutsche Wissenschaftssystem kennenzulernen gemeinsam mit der Universität Hamburg und PerkinElmer für arbeit mit dem Fraunhofer IME präsentierte die Continental­ pflanzlichen Verbindungen hergestellt oder bestehen aus und Möglichkeiten für Kooperationen zu besprechen. Zu eine Förderung im Rahmen des neuen Fraunhofer-DFG-Koope- Reifen Deutschland GmbH 2019 mit dem Urban Taraxa- niedermolekularen Chemikalien. In den letzten Jahren gab es dieser kenianischen Delegation gehörten Repräsentanten der rationsprogramms durchgesetzt. Gum® den ersten in Serie gefertigten Fahrradreifen aus einen Aufschwung bei der Biopharmazeutika-Entwicklung. Nationalversammlung, des Ministeriums für landwirtschaftliche 2018 haben die Fraunhofer-Gesellschaft und die Deutsche Löwenzahn-Kautschuk. Der Naturkautschuk stammt aus Zunächst von therapeutischen Antikörpern, zunehmend aber Forschung, der Organisation für Agrikultur und Viehzucht, Forschungsgemeinschaft DFG ein Kooperationsprogramm ins dem ­russischen Löwenzahn Taraxacum koksaghyz. Wie der auch von Zelltherapien, Nukleinsäuren und Genen. Solche der Nationalbank, der Forschungsförderung, der privatwirt- Leben gerufen, welches die Grundlagenforschung effektiv ­tropische Kautschukbaum enthält der Milchsaft dieser ­Pflanzen Wirkstoffe erfordern nicht nur unterschiedliche, komplexere, schaftlichen Vereinigung KEPSA, der Eldoret-Universität, sowie in die Anwendung transferieren soll. Basis sind Ergebnisse größere Mengen an hochmolekularem Kautschuk. Einen kostspielige Produktionsprozesse und angepasste Strategien des Büros des Präsidenten. Im Fokus des Austauschs standen aus DFG-Förderprojekten, die in Kooperation mit Fraunhofer-­ Grundstein für diese Entwicklung legte Prof. Dr. Dirk Prüfer mit der experimentellen/klinischen Wirksamkeitsprüfung, sondern landwirtschaftliche Themen. In Bonn besuchte die Delegation Arbeitsgruppen und einem industriellen Anwendungspartner seinem Team in der Fahrradhauptstadt ­Münster. Gemeinsam müssen auch der Prüfung und Vorhersage potenziell nach- zunächst den gastgebenden Deutschen Akademischen Aus- weiterentwickelt werden sollen. Es bietet Wissenschaftlern mit der Westfälische Wilhelms-Universität ­Münster erforschten teiliger Auswirkungen auf Immunsystem und andere Organe tauschdienst DAAD und die Deutsche Forschungsgemeinschaft in der Grundlagenforschung die Chance, ihre Erfindungen sie vor allem die Kautschukbiosynthese im Löwenzahn. unterzogen werden. DFG. Am nächsten Vormittag stand das Zentrum für Entwick- zu marktreifen Produkten und Dienstleistungen weiterzuent­ Um dieses Problem anzugehen, lancierte die European lungsforschung der Universität Bonn auf dem Programm.­ wickeln, sowie für Unternehmen die Möglichkeit, frühzeitig an Tests des Kooperationspartners Continental zeigten: Innovative Medicines Initiative (IMI) die Ausschreibung »neue Die nächste Station war Schmallenberg, wo die Fraunhofer-­ technologischen Entwicklungen zu partizipieren. Nicht nur die Autoreifen, auch die Fahrradreifen sind in nicht-klinische Testsysteme für die Vorhersage der Immun- Gesellschaft und das Fraunhofer IME in seiner Kompetenz der Das trilaterale Kooperationsprojekt inCELLphosTAG hat das ­jeder Hinsicht straßentauglich. Die erste limitierte Auflage toxizität zu entwickeln«. Das Sieger-Konsortium, das von stofflichen Risikobewertung für ­Umwelt- und Verbraucher- Ziel, eine Assay-Technologie zu entwickeln, die die Erforschung des Faltreifens war schnell ausverkauft, inzwischen ist er mehreren Fraunhofer-Instituten, darunter das Fraunhofer schutz vom kommissarischen Institutsleiter­ ­Prof. Dr. Schäfers wichtiger zellulärer Vorgänge und Angriffspunkte von Arznei­ ­wieder verfügbar. Der ­Löwenzahn für diesen Reifen wird in IME, geleitet wird und ca. 25 weitere akademische/industri- vorgestellt wurde. Steve Ayobahan beleuchtete als erfolgrei- stoffen in relevanten Zellsystemen ermöglicht. Dabei verzichtet Mecklenburg-­Vorpommern angebaut. Gefertigt werden die elle EU-Partnerinstitute einschließt, trägt den Titel »Immune cher DAAD-Stipendiat des Subsahara-Afrika-Programms­ die sie auf radioaktiv markierte Reagenzien, welche gesundheit- Reifen im ­hessischen Korbach. Durch die wesentlich kürzeren Safety Avatar: Nicht-klinische Nachahmung der Auswirkungen Möglichkeiten bei der Entwicklung und späteren Anwendung liche und ökologische Probleme mit sich bringen und deren ­Entfernungen zwischen den in Deutschland angesiedelten immunmodulatorischer Therapien auf das Immunsystem«, von Methoden bei der Identifizierung von endokrinen Wirkun- Anwendung strenger Reglementierung unterliegt. Zudem sind Anbaugebieten und den deutschen bzw. europäischen Reifen- kurz imSAVAR. Fast die Hälfte der Partner sind Pharmaunter- gen. Nach der Vorstellung der Umweltprobenbank des Bundes diese Reagenzien nicht in der Lage intakte Zellmembranen werken wird der Aufwand für Logistik und Transport drastisch nehmen, die die geplante Forschung begleiten, um sicherzu- durch Sonja Uhlig ging es weiter nach Braunschweig. Dort zu durchqueren und somit nicht für Zell-basierte Hochdurch- reduziert und Ressourcen können nachhaltiger verwendet stellen, dass relevante Probleme der Arzneimittelentwicklung wurde das Johann Heinrich von Thünen-Institut als Bundes- satz-Untersuchungen der wesentlichen Enzymklassen, wie werden. MB adressiert werden. Die imSAVAR-Förderung wurde im Sep- forschungsinstitut für ländliche Räume, Wald und Fischerei G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) und Proteinkinasen tember 2019 bekannt gegeben. Im Dezember 2019 nahm besichtigt, gefolgt vom Leibniz-Institut DSMZ, der Deutschen (PKs), geeignet. imSAVAR operativ die Arbeit auf. Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen. Die letzten Während der Projektlaufzeit von 2019-2022 planen wir die Das Fraunhofer IME wird federführend an mehreren Arbeitspa- Tage verbrachte die Delegation in Berlin, zunächst beim Bun- neuartige Technologie in kommerzielle »ready to use«-Kit-For- keten z. B. der Entwicklung neuartiger Testmodelle, neuer Bio- desministerium für Ernährung und Landwirtschaft und beim mate zu überführen. Dies wird es ermöglichen, die Techno- marker und Festlegung von Leitlinien für nicht-klinische Tests Bundesinstitut für Risikobewertung BfR, dann auf der Interna- logie einem breiten Einsatz zuzuführen und dadurch sowohl mitwirken. Ziel ist es, neue »Adverse Outcome Pathways« zu tionalen Grünen Woche und abschließend im Albrecht Daniel Grundlagenforschung, als auch industrielle Arzneimittelfor- definieren, die bei der künftigen prädiktiven Prüfung neuarti- Thaer-Institut für Agrar-und Gartenbauwissenschaften der schung voranzutreiben. TM ger immunmodulatorischer Arzneimittel helfen sollen. TM AE Humboldt-Universität zu Berlin. BR

70 71 »Planet Wissen« mit Prof. Andreas Neunte PhD Konferenz in Aachen Jugend Forscht des Gymnasiums Fraunhofer IME und CHyN verbinden Vilcinskas Lennestadt besucht Fraunhofer IME Neurone mit Nanostrukturen

Andreas Vilcinskas ist Professor für Angewandte Entomo- Im Doktorandenprogramm am Fraunhofer IME in Aachen ist 27 Schüler des Jugend-forscht-Kurses vom Gymnasium der Das Center for Hybrid Nanostructures (CHyN) ist Teil des logie an der Universität Gießen und Leiter des Institutsteils die PhD Konferenz seit vielen Jahren eine feste Größe. Ziel Stadt Lennestadt (GymSL) gingen auf Tuchfühlung mit der ­Instituts für Nanostruktur- und Festkörperphysik der Universität­ ­Bioressourcen am Fraunhofer IME. Am 9. Oktober war er als ist der abteilungsübergreifende Austausch von Wissen und Wissenschaft: Am Fraunhofer IME in Schmallenberg erfuhren Hamburg und grenzt an die Einrichtungen des Deutschen Studiogast bei »Planet Wissen« zu sehen, wo sich diesmal ­Ideen sowie die Optimierung bzw. Festigung der Präsenta- sie nicht nur, wie die Fraunhofer-Gesellschaft organisiert ist, Elektronen-Synchrotrons (DESY). Es ist integraler Bestandteil alles um die faszinierende Welt der Insekten drehte. tionskompetenz der Doktoranden. Ende November war es um angewandte Forschung zu betreiben, sondern bekamen der stetig wachsenden »Science City« Bahrenfeld, die darauf Der fehlende Lebensraum und der massive Einsatz von wieder soweit: In Aachen fand die neunte PhD Konferenz auch einen Einblick in die Arbeit der Wissenschaftler vor Ort. abzielt, bis 2025 alle naturwissenschaftlichen Einrichtungen in Umweltgiften führen dazu, dass immer mehr Arten vom statt. In diesem Jahr von den Doktoranden selbst organisiert, Prof. Dr. Christoph Schäfers, Institutsleiter am Fraunhofer Hamburg zu beherbergen und damit Synergieeffekte zwischen Aussterben bedroht sind. Doch Insekten haben viel zu bieten. erlebten wir einen Tag voller spannender Vorträge und Poster­ IME, nahm sich einen ganzen Vormittag Zeit für die 13- bis Wissenschaftsdisziplinen sowie Grundlagen- und angewandter Ob als Nahrungsquelle, Bestäuber oder bei der Beseitigung beiträgen. Erstmals eingeladen ein Poster zu präsentieren 17-jährigen Schüler. Nach einer Besichtigung der Umweltpro- Forschung zu schaffen. von Aas, Kot und Totholz. »Wir sind in vielerlei Hinsicht auf waren ­Bachelor- und Masterstudenten, die bei uns in Aachen benbank des Bundes konnten die Jugendlichen ihre eigenen sie angewiesen. Ohne sie können wir nicht existieren«, macht beispiels­weise ihre Abschlussarbeiten anfertigen. Für sie alle Forschungsprojekte, die sie am GymSL verwirklichen, mit Pro- Das Team von Prof. Dr. Robert Blick (CHyN) konzentriert sich Prof. Vilcinskas klar, denn »alle Lebensräume an Land sind von war dies die erste Gelegenheit die eigene wissenschaftliche fessor Schäfers diskutieren und erhielten wertvolle Tipps aus auf die Herstellung und Anwendung von hybriden Nanostruk- Insekten in irgendeiner Form abhängig, ohne sie geht es gar ­Arbeit einem Fachpublikum vorzustellen. Entsprechend enga- erster Hand. Welche Organismen untersucht man am ­besten turen für integrierte Nano-Bio-Systeme. Jann Harberts und Dr. nicht«. giert waren dann auch Erläuterungs- und Diskussionsbereit- für eine bestimmte Forschungsfrage? Wie verändert man Robert Zierold von CHyN haben nun erstmals spezialisierte­ Insekten besiedeln dank ihrer fantastischen Eigenschaften und schaft in den Postersessions. In den Vorträgen zu Themenge- systematisch die Bedingungen eines Experiments? nadelförmige Nanostrukturen erzeugt, die mit ­menschlichen Fähigkeiten fast alle Lebensräume der Erde. Von den vielen bieten von Metabolic Engineering von Mikroorganismen über Die Jugendlichen waren mit spannenden Forschungsfragen Neuronen beschichtet wurden. Die Neuroen stammen Überlebensstrategien, die sie dazu entwickelt haben, könnten Pflanzen als Produktionssystemen bis Bioprozessentwicklung zum Fraunhofer IME gereist. Einige untersuchen, wie sich die vom Fraunhofer IME und wurden dort aus pluripotenten auch wir Menschen in Zukunft profitieren. Ob als Antibiotika- berichteten die Doktoranden ihre aktuellen Ergebnisse. In den Reste weggeworfener Zigaretten auf die Umwelt auswirken, Stammzellen differenziert (Undine Haferkamp und Dr. Ole lieferanten, beim biologischen Pflanzenschutz oder auch als regen Diskussionen erhielten sie wertvolle Tipps und Anregun- andere erforschen die Auswirkungen von Mikroplastik auf Pless). Diese Neuronen konnten gut auf den verwendeten zukünftig wichtige Eiweiß-Quelle für die Menschheit. Prof. gen für ihre Forschung. Tiere oder Pflanzen. Jüngere Schüler versuchen mit leichter ­Materialien anwachsen, bildeten enge Wechselwirkungen ­Vilcinskas sieht großes Potenzial in dem jungen Forschungs- In der Mitarbeiterversammlung Anfang Dezember überreichte abbaubaren Stoffen Plastik, zum Beispiel bei Geschirr, zu mit Nano­strukturen aus unterschiedlichem Material, Größe gebiet der sogenannten »Gelben Biotechnologie«. Parallel der kommissarische Institutsleiter Prof. Stefan Schillberg die ersetzen und testen dazu verschiedene Materialien. »Es ist und ­Musterung und zeigten auch nach wochenlanger Kultur zu den Forschungen am Zentrum für Insektenbiotechnologie diesjährigen Auszeichnungen. Die unabhängige Jury wählte super, dass wir da, wo es bei unserem Projekt gerade hakt, ähnliche Funktionalitäten wie Neuronen im menschlichen wurde 2016 der weltweit erste internationale Masterstudi- Patrick Kottenhahn aus der Abteilung Industrielle Biotechno- Unterstützung vom Fraunhofer IME bekommen können«, Gehirn. Diese Nanostrukturanordnung erlaubt die ­Integration engang für Insektenbiotechnologie und Bioressourcen an der logie mit seinem Vortrag »Characterization and optimization freute sich eine der jungen Nachwuchswissenschaftlerinnen mehrerer Interaktionsmodi mit Neuronen in einem einzigen Justus-Liebig-Universität in Gießen etabliert. »Von Insekten of 1-hexanol production in CO-utilizing Clostridia« zum nach dem Besuch. Das GymSL ist Mitglied im nationalen Aufbau und ermöglicht die bidirektionale Kommunikation lernen, heißt siegen lernen«, so der Leitspruch von Andreas ­»Newcomer« des Jahres. Als Preis erhält er ein Fachbuch Excellence-Schulnetzwerk MINT-EC und hat sich die Förderung mit neuronalen Schaltkreisen mit verbesserter raum-zeitlicher AE Vilcinskas. BR seiner Wahl. Aus der Gruppe der »Professionals« prämierte die des forschenden Lernens in besonderer Weise auf die Fahnen Präzision. Diese Kombination von Technologien ermöglicht AE Jury den Vortrag »Chromatographic Model Calibration« von geschrieben. BR nicht nur ein besseres Verständnis des Gehirns im Kontext von Ronald Jäpel aus der Abteilung Bioprozessentwicklung. Sehr Gesundheit und Krankheit, sondern soll auch die Entwicklung anschaulich ging er die Herausforderung an, wie sich Chrom- neuartiger Therapien für neurologische, neuro­immunologische tografie modellieren lässt. Mit seinem Preisgeld wird er eine und neuroendokrine Erkrankungen ­erleichtern. TM Konferenz besuchen. MB

72 73 FAKTEN 2019

Publikationen

Patente

Bachelor-, Master-, Staatsexamens- und Doktorarbeiten

Netzwerke in Wissenschaft und Industrie

75 PUBLIKATIONEN

MB Molekulare Biotechnologie

AE BR Angewandte Oekologie und Bioressourcen

TM Translationale Medizin

77 PUBLIKATIONEN

Molekulare Biotechnologie Hussain, A.F., Heppenstall, P.A., Kampmeier, F., Meinhold-Heerlein, I., Barth, S. One-step site-specific antibody fragment auto-conjugation using SNAP-tag technology (2019) Nature Protocols, 14, 3101- A - E 3125. DOI: 10.1038/s41596-019-0214-y

Achtsnicht, S., Neuendorf, C., Faßbender, T., Nölke, G., Offenhäusser, Jansing, J., Buyel, J.F. A., Krause, H.-J., Schröper, F. The correlation between DsRed mRNA levels and transient Sensitive and rapid detection of cholera toxin subunit B using DsRed protein expression in plants depends on leaf age and magnetic frequency mixing detection (2019) PLoS ONE, 14 (7), the 5' untranslated region (2019) Biotechnology Journal, 14 (3), e0219356. DOI: 10.1371/journal.pone.0219356 e1800075. DOI: 10.1002/biot.201800075

Achtsnicht, S., Tödter, J., Niehues, J., Telöken, M., Offenhäusser, A., Jansing, J., Schiermeyer, A., Schillberg, S., Fischer, R., Bortesi, L. Krause, H.-J., Schröper, F. Genome editing in agriculture: Technical and practical 3D printed modular immunofiltration columns for frequency ­consider­ations (2019) International Journal of Molecular Sciences, mixing-based multiplex magnetic immunodetection (2019) 20 (12), e2888. DOI: 10.3390/ijms20122888 ­Sensors, 19 (1), e148. DOI: 10.3390/s19010148 Kern, K., Havenith, H., Delaroque, N., Rautenberger, P., Lehmann, J., Arcalis, E., Ibl, V., Hilscher, J., Rademacher, T., Avesani, L., Morandini, Fischer, M., Spiegel, H., Schillberg, S., Ehrentreich-Foerster, E., Aurich, F., Bortesi, L., Pezzotti, M., Vitale, A., Pum, D., De Meyer, T., Depicker, S., Treudler, R., Szardenings, M. A., Stoger, E. The immunome of soy bean allergy: Comprehensive Russell-like bodies in plant seeds share common features ­identifi­cation and characterization of epitopes (2019) Clinical with prolamin bodies and occur upon recombinant protein and Experi­mental Allergy, 49 (2), 239-251. DOI: 10.1111/cea.13285 ­production (2019) Frontiers in Plant Science, 10, e777. DOI: 10.3389/ Niephaus, E., Müller, B., van Deenen, N., Lassowskat, I., Bonin, M., The enzymes OSC1 and CYP716A263 produce a high variety fpls.2019.00777 Knödler, M., Rühl, C., Emonts, J., Buyel, J. F. Finkemeier, I., Prüfer, D., Schulze Gronover, C. of triterpenoids in the latex of Taraxacum koksaghyz (2019) Seasonal weather changes affect the yield and quality of Uncovering mechanisms of rubber biosynthesis in Taraxacum ­Scientific Reports, 9 (1), 5942. DOI: 10.1038/s41598-019-42381-w Buyel, J.F. ­recombinant proteins produced in transgenic tobacco plants in koksaghyz – Role of cis-prenyltransferase-like 1 protein (2019) Hitze stabilisiert Malariaimpfstoffkandidaten in komplexen a greenhouse setting (2019) Frontiers in Plant Science, 10, 1245. The Plant Journal, 100 (3), 591-600. DOI: 10.1111/tpj.14471 Rademacher, T., Sack, M., Blessing, D., Fischer, R., Holland, T., Buyel, J. ­Proteinextrakten (2019) BioSpektrum, 25 (2), 163-166. DOI: DOI: 10.3389/fpls.2019.01245 Plant cell packs: A scalable platform for recombinant protein 10.1007/s12268-019-1026-x Nölke, G., Barsoum, M., Houdelet, M., Arcalis, E., Kreuzaler, F., Fischer, production and metabolic engineering (2019) Plant Biotechnology Knödler, M., Rühl C., Opdensteinen, P., Buyel, J.F. R., Schillberg, S. Journal, 17 (8), 1560-1566. DOI: 10.1111/pbi.13081 Buyel, J.F. Activated cross-linked agarose for the rapid development of The integration of algal carbon concentration mechanism Plant molecular farming – Integration and exploitation of side affinity chromatography resins – Antibody capture as a case components into tobacco chloroplasts increases photosyn- Rasche S., Schillberg S., Derwenskus F., Schmid-Staiger U., Schließ- streams to achieve sustainable biomanufacturing (2019) Frontiers study (2019) Journal of Visualized Experiments, 150, e59933. DOI: thetic ­efficiency and biomass (2019) Biotechnology Journal, 14 (3), mann U. in Plant Science, 9, e1893. DOI: 10.3389/fpls.2018.01893 10.3791/59933 1800170. DOI: 10.1002/biot.201800170 Organismen als Produzenten (2019) In Biologische Transformation, Springer Vieweg, 183-202. DOI: 10.1007/978-3-662-58243-5_10 Conrady, M., Lemoine, A., Limberg, M.H., Oldiges, M., Neubauer, P., Kovačević, G., Ostafe, R., Fischer, R., Prodanović, R. Opdensteinen, P., Clodt, J.I., Müschen, C.R., Filiz, V., Buyel, J.F. Junne, S. Influence of methionine residue position on oxidative stability A combined ultrafiltration/diafiltration step facilitates the Carboxylic acid consumption and production by of glucose oxidase from Aspergillus niger (2019) Biochemical ­purification of cyanovirin-n from transgenic tobacco extracts S - U ­Corynebacterium glutamicum (2019) Biotechnology Progress, Engineering Journal, 146, 143-149. DOI: 10.1016/j.bej.2019.03.016 (2019) Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 6, e206. DOI: e2804. DOI: 10.1002/btpr.2804 10.3389/fbioe.2018.00206 Santos, R.B., Pires, A.S., van der Hoorn, R.A.L., Schiermeyer, A., Abranches, R. M - R Philipps, G., De Vries, S., Jennewein, S. Generation of transgenic cell suspension cultures of the model F - L Development of a metabolic pathway transfer and geno- legume Medicago truncatula: A rapid method for Agrobacte- Maennling, A.E., Tur, M.K., Niebert, M., Klockenbring, T., Zeppernick, mic integration system for the syngas-fermenting bacterium rium mediated gene transfer (2019) Plant Cell, Tissue and Organ Gengenbach, B.B., Keil, L.L., Opdensteinen, P., Müschen, C.R., F., Gattenlöhner, S., Meinhold-Heerlein, I., Hussain, A.F. ­Clostridium ljungdahlii (2019) Biotechnology for Biofuels, 12 (1), Culture, 136 (3), 445-450. DOI: 10.1007/s11240-018-1525-3 ­Melmer, G., Lentzen, H., Bührmann, J., Buyel, J.F. Molecular targeting therapy against egfr family in breast e112. DOI: 10.1186/s13068-019-1448-1 Comparison of microbial and transient expression (tobacco cancer: Progress and future potentials (2019) Cancers, 11 (12), Schiermeyer, A., Schneider, K., Kirchhoff, J., Schmelter, T., Koch, N, plants and plant-cell packs) for the production and purification e1826. DOI: 10.3390/cancers11121826 Pütter, K.M., van Deenen, N., Müller, B., Fuchs, L., Vorwerk, K., Ke, J., Herwartz, D., Blue, R., Marri, P., Samuel, P., Corbin, D.R., Webb, of the anticancer mistletoe lectin viscumin (2019) Biotechnology ­Unland, K., Bröker, J.N., Scherer, E., Huber, C., Eisenreich, W., Prüfer, S.R., Gonzalez, D.O., Folkerts, O., Fischer, R., Schinkel, H., Ainley, W. and Bioengineering, 116 (9), 2236-2249. DOI: 10.1002/bit.27076 D., Schulze Gronover, C. M., Schillberg, S.

78 79 PUBLIKATIONEN

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DOI: 10.1097/AJP.0000000000000677 ­properties based on dual DNase I and 5-LO inhibition Greten, F., Hogardt, M., Kempf, V.A.J., Gunne, S., Parnham, M.J., (2019) Bioorganic Chemistry, 95, e103528. DOI: 10.1016/j. Trümper, V., von Knethen, A., Preuß, A., Ermilov, E., Hackbarth, S., Brüne, B. Weyer-Menkhoff, I., Pinter, A., Schlierbach, H., Schänzer, A., Lötsch, J. bioorg.2019.103528 Kuchler, L., Gunne, S., Schäfer, A., Bornhütter, T., Vereb, G., Ujlaky-­ Tolerizing CTL by Sustained Hepatic PD-L1 Expression Provides Epidermal expression of human TRPM8, but not of TRPA1 Nagy, L., Brüne, B., Röder, B., Schindler, M., Parnham, M.J., Knape, T. a New Therapy Approach in Mouse Sepsis (2019) Theranostics, 9 ion channels, is associated with sensory responses to local Smith, D., Buddie, A.G., Goss, R.J.M., Overmann, J., Lepleux, C., Brön- Flow cytometry-based FRET identifies binding intensities (7), 2003–2016. DOI: 10.7150/thno.28057 skin cooling (2019) Pain, 160 (12), 2699–2709. DOI: 10.1097/j. strup, M., Kloareg, B., Meiners, T., Brennecke, P., Ianora, A., Bouget, in PPARγ1 protein-protein interactions in living cells (2019) pain.0000000000001660 F.-Y., Gribbon, P., Pina, M. ­Theranostics, 9 (19), 5444–5463. DOI: 10.7150/thno.29367 Wallenwein, C.M., Villa Nova, M., Janas, C., Jablonka, L., Gao, G.F., Discovery pipelines for marine resources: An ocean of Thurn, M., Albrecht, V., Wiehe, A., Wacker, M.G. Yuki, K.E., Marei, H., Fiskin, E., Eva, M.M., Gopal, A.A., ­opportunity for biotechnology? (2019) World Journal of A dialysis-based in vitro drug release assay to study dynamics ­Schwartzentruber, J.A., Majewski, J., Cellier, M., Mandl, J.N., Vidal, ­Microbiology & Biotechnology, 35 (7), 107. DOI: 10.1007/s11274- V – Z of the drug-protein transfer of temoporfin liposomes (2019) S.M., Malo, D., Dikic, I. 019-2685-y ­European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 143, CYRI/FAM49B negatively regulates RAC1-driven cytoskeletal re- 44–50. DOI: 10.1016/j.ejpb.2019.08.010 modelling and protects against bacterial infection (2019) Nature Snodgrass, R.G., Brüne, B. van Wijk, S.J., Fulda, S., Dikic, I., Heilemann, M. Microbiology, 4 (9), 1516–1531. DOI: 10.1038/s41564-019-0484-8 Regulation and functions of 15-lipoxygenases in human Visualizing ubiquitination in mammalian cells (2019) EMBO Walter, C., Oertel, B.G., Felden, L., Nöth, U., Deichmann, R., Lötsch, J. ­macrophages (2019) Frontiers in Pharmacology, 10, e719. DOI: Reports, 20 (2), e46520. DOI: 10.15252/embr.201846520 Delta-9-tetrahydrocannabinol reduces the performance in Zschiebsch, K., Fischer, C., Wilken-Schmitz, A., Geißlinger, G., Chan- 10.3389/fphar.2019.00719 sensory delayed discrimination tasks. A pharmacological-fMRI non, K., Watschinger, K., Tegeder, I. Vasconez, A.E., Janetzko, P., Oo, J.A., Pflüger-Müller, B., Ratiu, C., Gu, study in healthy volunteers (2019) IBRO Reports, 7, 117–128. DOI: Mast cell tetrahydrobiopterin contributes to itch in mice (2019) Susen, R.M., Bauer, R., Olesch, C., Fuhrmann, D.C., Fink, A.F., Dehne, L., Helin, K., Geißlinger, G., Fleming, I., Schröder, K., Fork, C., Brandes, 10.1016/j.ibror.2019.11.004 Journal of Cellular and Molecular Medicine, 23 (2), 985–1000. DOI: N., Jain, A., Ebersberger, I., Schmid, T., Brüne, B. R.P., Leisegang, M.S. 10.1111/jcmm.13999 Macrophage HIF-2α regulates tumor-suppressive Spint1 in the The histone demethylase Jarid1b mediates angiotensin Wegner, M.-S., Gruber, L., Schömel, N., Trautmann, S., Brachtendorf, tumor microenvironment (2019) Molecular Carcinogenesis, 58 (11), ­II-induced endothelial dysfunction by controlling the 3'UTR S., Fuhrmann, D.C., Schreiber, Y., Olesch, C., Brüne, B., Geißlinger, G., 2127–2138. DOI: 10.1002/mc.23103 of soluble epoxide hydrolase (2019) Acta Physiologica, 225 (1), Grösch, S. e13168. DOI: 10.1111/apha.13168

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Patentanmeldungen Erteilte Patente

Cienciala, Sylvia; Schneider, Nadine; Xu, Bingze; Holmdahl, Rikard; Müller, Boje; Prüfer, Dirk; Schulze Gronover, Christian; Benninghaus, Boes, Alexander; Spiegel, Holger; Edgü, Güven; Beiss, Veronique; Müller, Boje; Prüfer, Dirk; Fischer, Rainer Burkhardt, Harald Vincent Alexander; Epping, Janina Sack, Markus; Reimann, Andreas; Fischer Rainer Artificial forisome body with SEO-F fusion proteins, plant or Production of galactosylated MHC II / CII peptide complexes Verfahren zur Trennung von Polyisopren und anderen apolaren Novel vaccines against apicomplexan pathoges yeast cells comprising vectors which code for these proteins, as EP 19191094.2 Wertstoffen aus pflanzlichen Rohstoffen JP 6461100 B2 well as vectors which code for SEO-F fusion proteins DE 10 2019 133 785.2 US 10,442,840 B2 Do, Nhu Nguyen; Urbonaviciute, Vilma; Cienciala, Sylvia; Holmdahl, Brenneis, Christian; Geißlinger, Gerd; Parnham, Michael John; Rikard; Burkhardt, Harald Schetelig, Marc; Schwirz, Jonas; Yan, Ying; Wichmann, Hendrik ­Scholich, Klaus; Sisignano, Marco; Zinn, Sebastian Rademacher, Thomas HLA-DR /C II peptide complexes with chondroitin-binding Multiprotein expression systems for pest control CYP2J2 antagonists in the treatment of pain Method for the generation and cultivation of a plant cell pack ­peptide (His-tag) for treating arthritis PCT/EP2019/082152; EP18208613.2 EP 3 180 028 A1 (AT, CH, DE, ES, FR, GB, IT, NL, SE); ES 2730050T3 IL 232613A EP 19191077.7 Schiermeyer, Andreas; Ainley, Michael William; Corbin, David; Folkerts, Christen, Urs; Lasch, Stanley; Parnham, Michael John Spiegel, Holger; Boes, Alexander; Edgü, Güven; Beiss, Veronique; Kern, Kai-Uwe Otto Combination therapy for the treatment of autoimmune Sack, Markus; Reimann, Andreas; Fischer, Rainer Bromhexine for the treatment of pain Cultured plant cell lines for DNA targeting ­diseases Three-component-multistage malaria vaccine EP 18729456.6; PCT/US2018/065646 US 62/793,234 CN 106459971 B; JP 6485970 B2; US 20,190,351,056 A1 US 10,213,501 B2

Längle, Thomas; Seiffer, Dirk; Vogel, Simon; Reimann, Andreas Vilcinskas, Andreas; Knorr, Eileen; Narva, Kenneth E.; Gandra, Commandeur, Ulrich; Dickmeis, Christina; Fischer, Rainer Vilcinskas, Andreas; Pöppel, Anne-Kathrin; Wiesner, Jochen Light harvest - Disruptives Hybridbeleuchtungssystem für die Premchand; Geng, Chaoxian; Frey, Meghan; Young, Catherine; Kits comprising plus-sense single stranded RNA viral vectors Polypeptides against plant-pathogenic fungi energieoptimierte Pflanzenproduktion von Morgen ­Balachandran, Abhilash; Fischer, Rainer and methods for producing polypeptides using the kits CN 105102476 B; IDP 00201504871; US 10,266,842 B2 DE 10 2019 209 916.5 Structure specific recognition Protein 1 (ssrp1) nucleic acid EP 2 976 428 B1 (DE, FR, GB, NL); US 10,190,128 B2 ­molecules to control insect pests Weigert, Andreas; Mora, Javier; Brüne, Bernhard; Dillmann, Christina; Müller, Boje; Prüfer, Dirk; Schulze Gronover, Christian EP 18801372.6; PCT/US2018/033296 Fendel, Rolf; Kapelski, Stephanie; Barth, Stefan; Fischer, Rainer; Parnham, Michael John; Geißlinger, Gerd; Rotierend antreibbare Mahlkörpermühle zur Gewinnung von ­Reimann, Andreas N-terminally truncated interleukin-38 Polyisopren und/oder anderen apolaren Wertstoffen Vilcinskas, Andreas; Skaljac, Marisa; Kirfel, Phillipp Peter Anti-parasitic complexes EP 3 194 431 B1 (AT, CH, DE, ES, FR, GB, IT, NL, SE) DE 10 2019 133 787.9 p300/CBP (CRFB-binding protein) nucleic acid molecules to US 10,344,082 B2 control aphids EP 19209940.6 Harig, Lena; Prüfer, Dirk; Fischer, Rainer Nucleic acid sequences and peptides/proteins of the FT ­family providing flower-repressing properties in tobacco and ­transgenic plants transformed therewith EP 2 647 646 B1

Jennewein, Stefan; Engels, Benedikt Melleolide-biosynthesis gene cluster and its application EP 3 092 307 B1 (CH, DE, ES, FR, GB, IE, IT, NL, SE)

Kirchhoff, Janina; Schillberg, Stefan; Schiermeyer, Andreas; Schinkel, Helga; Fischer, Rainer Method for the generation of a monoclonal plant cell line EP 2 717 676 B1, 602011055345.3 (DE)

Narva, Kenneth E.; Worden, Sarah E., Frey, Meghan L.; Rangasamy, Murugesan; Arora, Kanika; Veeramani, Balaji; Gandra, Premchand; Vilcinskas, Andreas; Knorr, Eileen; Dre4nucleic acid molecules that confer resistance to ­coleopteran pests US 10,435,687 B2

100 101 Bachelor-, ­Master-, Staatsexamens- und Doktor­arbeiten

103 BACHELOR-­, MASTER-, STAATS­ EXAMENS- UND DOKTORARBEITEN

Bachelor-, Master-, Staatsexamens- und Doktorarbeiten Kramer, Jan Sebastian Tarighi, Neda Doktorarbeiten Biochemische und biophysikalische Untersuchungen der lösli- Role of the thromboxane A2 receptor (TP) in peripheral neurons Bröker, Jan-Niklas chen Epoxidhydrolase und Protein-Arginin-Methyltransferase 6 in models for acute inflammation Functional characterization of enzymes involved in ­Taraxacum Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main koksaghyz isoprenoid synthesis by metabolic pathway ­engineering in Saccharomyces cerevisiae Kriebs, Katrin Treutlein, Elsa-Marie Westfälische Wilhelms-Universität Münster Analysis of the genetic basis, localization and function of PP1 Die Rolle des Prostaglandin E2 bei peripherer Nervenverletzung homologs in Cucumis sativus Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Fracowiak, Jochen Westfälische Wilhelms-Universität Münster Etablierung eines funktionalen (Meta-)Genomansatzes zur Toewe, Andy 26 ­Identifizierung von Klonen mit antibakterieller Aktivität Kurz, Jennifer Entwicklung einer chiralen Quantifizierungsmethode für ent- Justus-Liebig-Universität Gießen The role of ceramide synthase 2 and 6 in the pathogenesis of zündungsauflösende Lipidmediatoren in biologischen Matrices multiple sclerosis mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie gekoppelt PhD Frank, Ann-Christin Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main mit Tandemmassenspektrometrie 4833 MicroRNA-375 as novel modulator of macrophage migration in Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main the breast cancer microenvironment Leber, Jasmin 24 * Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Investigation on the scale-up strategy and harvest for human Visser, Franziska MSc mesenchymal stromal cell production in a dynamic bioreactor Molecular and structural characterization of forisome subunits BSc Göckener, Bernd system - Influences of medium, microcarrier choice and new with respect to the development of artificial forisome-based Untersuchung von Pestizidabbauprodukten während der harvest enzymes on the cell quality applications ­Lebensmittelverarbeitung Justus-Liebig-Universität Gießen Westfälische Wilhelms-Universität Münster Abschlussarbeiten, deren experimenteller Teil am Fraunhofer Bergische Universität Wuppertal IME angefertigt wurde (* inklusive 2 Staatsexamensarbeiten). Nothnagel, Lisa Wasmuth, Claus Heise, Philipp Entwicklung patientengerechter Arzneistoffformulierungen von Silbernanopartikel und Silbernitrat in naturnahen Gewässern The microbiome of the burying beetle Nicrophorus ­vespilloides R-Flurbiprofen zur Therapie der Multiplen Sklerose Westfälische Wilhelms-Universität Münster as an untapped source for the screening of bioactive small Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main molecules Zimmer, Béla Justus-Liebig-Universität Gießen Rosenberger, Julian (geb. Thinnes) The oxidized linoleic acid metabolite 12,13-DiHOME mediates Rationales Design von Entscheidungsbäumen für die pharma- thermal hyperalgesia during inflammatory pain Hoffmann, Daniel zeutisch-technologische Entwicklung Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Produktion des Insektenmetalloprotease Inhibitors in Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main ­Escherichia coli - Neuartige Plattformtechnologie für die Zitzmann, Jan ­Inclusion body-basierte Produktaufarbeitung Schäfer, Stefan Martin Gastón Helmut Jonas Prozessintensivierung für die Produktion von antimikrobiellen Justus-Liebig-Universität Gießen Charakterisierung der lipidvermittelten G2A-Aktivierung bei Peptiden mit stabil transfizierten Drosophila melanogaster entzündlichen Schmerzen S2-Zelllinien Janas, Christine Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Justus-Liebig-Universität Gießen Entwicklung einer Apparatur zur in vitro Testung der ­Wirkstofffreisetzung aus kolloidalen Arzneistoffträgern Shrestha, Prasit Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Biodegradation testing of hydrophobic and volatile organic chemicals Janczi, Thomasz Technical University of Denmark ADAM15 in apoptosis resistance of synovial fibroblasts: Conver- ting Fas/CD95 death signals into the acvtivation of prosurvival Sprick, Gundula pathways by calmoduin recruitment Transduktion humaner mesenchymaler Stromazellen mit rekom- Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main binanten Baculoviren Justus-Liebig-Universität Gießen Kieselmann, Christopher Entwicklung und Charakterisierung von Trägersystemen zur Susen, Rosa Martha dermalen Immuntherapie mit Hymenopterenallergenen Macrophage HIF-2α regulates tumor-suppressive Spint1 in the Justus-Liebig-Universität Gießen tumor microenvironment Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main

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107 NETZWERKE IN WISSENSCHAFT UND INDUSTRIE

Netzwerke in Wissenschaft ist außerordentlicher Professor der School of Chemistry der Monash Dr. Martin Müller hält Vorlesungen über die Modellierung des Dr. Matthias Wacker ist Associate Professor im Department of University, Melbourne, Australien. Umweltverhaltens von Chemikalien (QSAR) an der RWTH Aachen Pharmacy der National University of Singapore und unterrichtet in und Industrie University. Pharmazie und Pharmazeutischen Wissenschaften. Prof. Dr. Harald Burkhart ist Leiter der Abteilung für Rheumatologie am Universitätsklinikum Frankfurt am Main und Professor der Inneren Prof. Dr. Michael Parnham ist Professor der Pharmakologie und Dr. Carmen Walter hält Seminare am Uniklinikum Frankfurt am Main. Medizin/Rheumatologie der Johann Wolfgang Goethe-Universität ­Toxikologie im Fachbereich 14 der Johann Wolfgang Goethe-­ Frankfurt am Main. Universität Frankfurt am Main. Er bietet das Modul Pharmazeutische Dr. Björn Windshügel hält Vorlesungen an der Jacobs University Internationale Aktivitäten und Kooperationen Forschung und Entwicklung im Studiengang Master of Pharma Bremen. ­Business Administration (MPBA) der Goethe Business School an. mit der Industrie Dr. Dr.-Ing. Johannes F. Buyel hält Vorlesungen im Master­ studiengang »Molekulare und Angewandte Biotechnologie« der Prof. Dr. Holger Zorn ist Professor für Lebensmittelchemie und Dr. Ole Pless, Dr. Bernhard Ellinger und Prof. Dr. ­Carsten Lebensmittelbiotechnologie und geschäftsführender Direktor des Das Fraunhofer IME arbeitet mit vielen internationalen Forschungs- RWTH Aachen University. ­Claussen halten Vorträge, Seminare und Praktika an der Instituts für Lebensmittelchemie und Lebensmittelbiotechnologie an partnern zusammen und steht in engem Kontakt mit Universitäten ­medizinischen Fakultät der Universität Hamburg (UKE). der Justus-Liebig-Universität Gießen. und anderen Forschungseinrichtungen. Ziel ist es, Trends und Entwick- Prof. Dr. Carsten Claussen ist Honorarprofessor für Informations- lungen frühzeitig zu erkennen und neue Forschungsstrategien und systeme am Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn. Dr. Ole Pless hält Vorträge und Seminare an der Johann Wolfgang -technologien zu entwickeln und umzusetzen. Im Jahr 2019 arbeitete Goethe-Universität Frankfurt am Main. das Fraunhofer IME mit rund 100 nationalen und internationalen Prof. Dr.-Ing. Peter Czermak ist Professor für Bioverfahrenstechnik Industriekunden zusammen und führte vertrauliche Projekte für aus- und Pharmazeutische Technologie und geschäftsführender Direktor Prof. Dr. Dirk Prüfer ist Professor für Molekulare Pflanzenbiotechno- gewählte internationale Industrieverbände durch. am Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie Mitgliedschaften in Editorial Boards an der Technischen Hochschule Mittelhessen. logie an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster. und ­Ausschüssen Prof. Dr. Till Schäberle ist Professor für Naturstoffforschung mit dem Kooperationen mit Universitäten Prof. Dr. Jennifer Dressman ist Professorin der Pharmazeutischen Technologie im Fachbereich Biochemie, Chemie und Pharmazie der Schwerpunkt Insektenbiotechnologie an der Justus-Liebig-Universität Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main. Gießen. Zeitschriften Das Fraunhofer IME steht in engem Austausch mit dem Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, dem Institut für Evoluti- Dr. Jürgen Drossard hält Vorlesungen im Masterstudiengang Prof. Dr. Christoph Schäfers hält eine außerordentliche Professur Clinical Trials in Degenerative Diseases (CTDD) on und Biodiversität und dem Institut für Molekulare Mikrobiologie »Molekulare und Angewandte Biotechnologie« der RWTH Aachen für Öko(system)toxikologie an der Westfälischen Wilhelms-Universität Editorial Board: Dr. Stephanie Dauth und Biotechnologie der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) University. Münster. Münster. Enge Kooperationen bestehen auch mit dem Institut für Current Research in Drug ­Discovery, Elsevier Insektenbiotechnologie der Justus-Liebig-Universität Gießen sowie Dr. Bernhard Ellinger hält Seminare und Praktika im Modelstudien- Prof. Dr. Marc F. Schetelig ist Professor für Insektenbiotechnologie Editorial Board: Dr. Sheraz Gul dem Institut für Klinische Pharmakologie, dem Institut für Pathobio- gang Medizin des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf. im Pflanzenschutz an der Justus-Liebig-Universität Gießen. chemie, dem Institut für Pharmazeutische Chemie und dem Institut für Dissolution Technologies Pharmazeutische Technologie, sowie einigen Kliniken, an der Johann Dr. Andreas Ernst hält Seminare am Universitätsklinikum Frankfurt Dr. Andreas Schiermeyer und Holger Spiegel halten Vorträge zur Editorial Board: Prof. Dr. Jennifer Dressman Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main und an der RWTH am Main. Pflanzenbiotechnologie an der FH Aachen. Aachen University. Darüber hinaus arbeitet das Fraunhofer IME mit Drug Target Review, Russell Publishing Ltd. dem Aachen-Maastricht Institut für biobasierte Materialien (AMIBM) Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger ist Universitätsprofessor und Direk- PD Dr. Susanne Schiffmann hält Seminare und Vorträge am Scientific Contributing Editor: Dr. Sheraz Gul an der Universität Maastricht, dem Institut für Biologie V (Umweltfor- tor am Institut für Klinische Pharmakologie am Universitätsklinikum ­Universitätsklinikum Frankfurt am Main. schung) an der RWTH Aachen University, dem Institut für Biologie an ­Frankfurt am Main. Er hält Vorlesungen in klinischer Pharmakologie Environmental Sciences Europe, Springer der Universität Siegen, dem Zentrum für Fisch- und Wildtiermedizin und Therapie für Medizinstudenten Prof. Dr. Stefan Schillberg ist Honorarprofessor an der Justus-Liebig-­ Advisory Board: Dr. Kerstin Hund-Rinke an der Universität Bern sowie der School of Chemistry der Monash Universität Gießen. University in Melbourne zusammen. Dr. Sheraz Gul ist Lehrbeauftragter der NUI Galway, College of European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics ­Medicine, Nursing and Health Sciences, Ireland und Gastdozent des Prof. Dr. Christian Schlechtriem ist Honorarprofessor für Ökotoxiko- Editorial Board: Prof. Dr. Jennifer Dressman »MSc (Toxicology) - Screening Molecular Libraries Module«. logie an der Universität Siegen und hält Vorlesungen und Kurse an der RWTH Aachen University. European Journal of Pharmaceutical Sciences Aktivitäten in der Lehre Dr. Kerstin Hund-Rinke hält Vorträge über Ökotoxikologie an der Editorial Board: Prof. Dr. Jennifer Dressman, Prof. Dr. Matthias Wacker Matthias Teigeler hält Vorlesungen zur Ökotoxikologie an der Tech- Dr. Natasja de Bruin hält Seminare am Universitätsklinikum Frankfurt Hochschule Osnabrück. nischen Universität Braunschweig und an den THs Bingen und Hamm/ European Pharmaceutical Review, Russell Publishing Ltd. am Main und an der Frankfurt International Research School for Trans- Lippstadt. Er hat einen Lehrauftrag für das Modul »Ökotoxikologie / Editorial Board: Dr. Sheraz Gul lational Biomedicine (FIRST). Sie beteiligte sich am Workshop »Nach- Dr. Michael Klein hält Vorlesungen über die Modellierung des Um- Tierschutzrechtliche Fortbildungen zur Fischtoxikologie« der »Berliner wuchsförderung des Fraunhofer CIMD« im Rahmen des ­Fraunhofer weltverhaltens von Chemikalien an der RWTH Aachen University. Fortbildungen«. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, Frontiers Media Cluster of Excellence for Immune-Mediated Diseases (CIMD). Dr. Kwang-Zin Lee hält Vorlesungen am Institut für Insektenbiotech- S.A.; Associate Editor: Dr. Dr.-Ing. Johannes F. Buyel Prof. Dr. Andreas Vilcinskas ist Professor für Angewandte Entomo- Prof. Dr. Mark Bücking hält Vorlesungen an der Fakultät für nologie im Bereich der Angewandte Entomologie an der Justus-­Liebig- logie und Direktor des Instituts für Insektenbiotechnologie, beides an Frontiers in Pharmacology, Frontiers Media S.A. ­Mathematik und Naturwissenschaften der Universität Wuppertal und Universität Gießen. der Justus-Liebig-Universität Gießen. Editorial Board: Prof. Dr. Dieter Steinhilber

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Frontiers in Plant Biotechnology, Frontiers Media S.A. Ausschüsse­ DAkkS, Deutsche Dutch NeuroFederation Fachbeirat zum Master- FPI e.V., Food-Processing Industrial Quality and Associate Editor: Prof. Dr. Dirk Prüfer Akkreditierungsstelle Dr. Natasja de Bruin studiengang »Boden, Initiative Productivity Centre (IQPC) Altmetric Fachbegutachter: ­Gewässer, Altlasten« an Mitglied des Vorstands: Pharmaceutical Advisory Board: Handbuch der Bodenuntersuchung, Wiley-VCH Ambassador: Dr. Kerstin Hund-Rinke ECHA/EFSA, Endocrine der Hochschule/ Universität Prof. Dr. Mark Bücking Dr. Sheraz Gul Beirat: Dr. Dieter Hennecke Dr. Sheraz Gul Disrupting Guidance Osnabrück DECHEMA Consultation Group Dr. Kerstin Hund-Rinke Fraunhofer Chile Research Initiative Gesundheitsindust- Integrated Environmental Assessment and Management, Wiley Artificial Intelligence Center Mitglied im Zukunftsforum: Hearing expert: Board of Directors rie Hessen Editorial Board: Dr. Udo Hommen Hamburg (ARIC) e.V. Dr. Dr.-Ing. Johannes F. Buyel Prof. Dr. Christoph Schäfers FBU, Fachbeirat Prof. Dr. Dirk Prüfer Mitglied des Lenkungskreises: Beirat: Bodenuntersuchungen Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Journal of Applied Ichthyology, Wiley-Blackwell Prof. Dr. Carsten Claussen DFG, Fachkollegium, Medizin, ECNP, European College of Dr. Dieter Hennecke Fraunhofer Cluster of Excel- Editorial Board: Prof. Dr. Christian Schlechtriem Sektion Entzündungsforschung Neuropsychopharmacology & lence Immune-Mediated International Atomic Energy Ausschuss für Innovation, Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Preclinical Data Forum Net- FENS Federation of European Diseases CIMD Agency (IAEA) Journal of Oil Palm Research, Malaysian Palm Oil Board Handelskammer Hamburg work Neuroscience Societies Sprecher: Wissenschaftlicher Berater: Editorial Board: Prof. Dr. Dirk Prüfer Prof. Dr. Carsten Claussen Deutschen Institut für Dr. Natasja de Bruin Dr. Natasja de Bruin Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Prof. Dr. Marc F. Schetelig Bautechnik, Projektgruppe Geschäftsführer: Journal of Pharmaceutical Sciences, Elsevier BMBF, KMU-innovativ: »Modellierung« EFSA Working Group Finanzkommission des PD Dr. Frank Behrens International Society for Stem Scientific Advisor: Prof. Dr. Matthias Wacker Biotechnologie – BioChance Dr. Michael Klein Developing an EFSA scientific Senats der WWU Münster Cell Research (ISSCR) Gutachterkreis: report for the FOCUS surface Mitglied Fraunhofer Strategie-Kommis- Mitglied des Internationalen Journal of Pharmacy and Pharmacology, Wiley Prof. Dr. Dieter Steinhilber DIN NA 119 Normenausschuss water repair action Prof. Dr. Dirk Prüfer sion Gesundheitsforschung Komitees: Associate Editor: Prof. Dr. Jennifer Dressman Wasserwesen (NAW): Dr. Michael Klein Leitung: Dr. Ole Pless Editorial Board: Prof. Dr. Matthias Wacker BMELV, Wissenschaftlicher - NA 119-01-02-05 UA FOCUS (Forum for internatio- Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Beirat für Düngungsfragen Elutionsverfahren EFSA Working Group on the nal coordination of pesticide ISO/TC 190 SC2, WG10 Soil Plant Cell Reports, Springer Stellvertretende Vorsitzende: Dr. Dieter Hennecke new guidance document fate models and their use), GDCh, Fachgruppe Umwelt- quality – Elaborating general Editorial Board: Prof. Dr. Stefan Schillberg Dr. Kerstin Hund-Rinke about persistence in soil Work Group »Version chemie und Ökotoxikologie: aspects of sampling - NA 119-01-02-02-01 AK Dr. Michael Klein Control« Karlheinz Weinfurtner PLoS ONE, Public Library of Science BVL, Expertengruppe zur Bioverfügbarkeit Dr. Michael Klein - Arbeitskreis Boden Editorial Board: Prof. Dr. Dieter Steinhilber Erstellung einer Richtlinie Dr. Kerstin Derz ETH Review Panel (Depart- Leitung: ISO/TC 190 SC7, für Fischfütterungsstudien ment of Chemistry and Forschungskommission des Dr. Dieter Hennecke WG4 Human exposure Scientific Report, Springer Nature Limited Prof. Dr. Christian Schlechtriem - NA 119-01-02-04 UA Applied Biosciences) Fachbereichs Medizin der Convenor: Editorial Board: PD Dr. Susanne Schiffmann Biologische Verfahren Prof. Dr. Jennifer Dressman Goethe Universität - Arbeitskreis Dr. Kerstin Derz Bundesinstitut für Dr. Kerstin Hund-Rinke Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Chemikalienbewertung Transgenic Research, Kluwer Academic Publishers Risikobewertung: EU COST Actions Dr. Martin Müller, Dr. Lena Kosak ISO/TC 190 SC7, Associate Editor: Prof. Dr. Stefan Schillberg Kommission für Kontaminan- - NA 119-01-02 AA CM 1406 and CA 15135 Gesellschaft für Versuchstier- WG6 Leaching tests ten und andere gesundheitlich Abfall und Bodenunter- German Management kunde, GV-SOLAS - Arbeitskreis Dr. Dieter Hennecke unerwünschte Stoffe in der suchung, UA 1 Probenahme Committee Matthias Teigeler Umweltmonitoring Lebensmittelkette Karlheinz Weinfurtner Substitute: Leitung: Kaertor Foundation, Prof. Dr. Mark Bücking Dr. Sheraz Gul Forschungsrat der Goethe- Dr. Heinz Rüdel Galicia Spain. - NA 119-01-02-06 UA Universität Expert Advisor for the Drug BVL, Expertengruppe zur Bodenschutz, Entsorgung, EU Cost Action Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Gesundheitsforschungs- Discovery portfolio: Erstellung einer Richtlinie Altlastensanierung, DNAqua-Net beauftragter der Dr. Philip Gribbon für Fischfütterungsstudien UA 2 Entsorgung Dr. Elke Eilebrecht Forum »Gesundheits- Fraunhofer-Gesellschaft Prof. Dr. Christian Schlechtriem Karlheinz Weinfurtner forschung« des BMBF Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Kommission zur Bewertung European Federation for Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger wassergefährdender Stoffe Certara L.P. - NA 119-01-03-05-03 Pharmaceutical Sciences Hochschulforum der (KBwS) des BMU Scientific Advisory Board of AK Marine Biotests Vizepräsident: Food and Agricultural Hamburger Wirtschaft Prof. Dr. Christoph Schäfers Simcyp: Dr. Karsten Schlich Prof. Dr. Dieter Steinhilber Organization of the United Prof. Dr. Carsten Claussen Prof. Dr. Jennifer Dressman Nations Lenkungskreis LOEWE- DIN SPEC 92001 Künstliche Evaluation Panel for VIB Core Wissenschaftlicher Berater: House of Pharma and Zentrum TBG CZ-OPENSCREEN. Intelligenz – Qualitäts- facilities (Belgium) Prof. Dr. Marc F. Schetelig Healthcare Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Chair of Scientific Advisory anforderungen und Life Cycle Panel member for screening and Vorstandsmitglieder: Board: Management für KI Module imaging core facility review: Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger, Dr. Philip Gribbon Dr. Sebastian Eilebrecht Dr. Philip Gribbon PD Dr. Frank Behrens

110 111 NETZWERKE IN WISSENSCHAFT UND INDUSTRIE

Malaysian Palm Oil Board Science Fund of the Republic Transcriptogen Ltd. Organisation wissenschaftlicher Veranstaltungen (MPOB) of Serbia, Scientific Co-Founder: und Kurse Programme Advisory Committee Project Peer Reviewer: Dr. Sheraz Gul (PAC) of the Malaysian Palm Oil Dr. Sheraz Gul 3. Exzellenz-Kurs SPA Psoriasis-Arthritis und axiale Spondylo- Board: UBA, Arbeitskreis arthritis Prof. Dr. Dirk Prüfer Senat der WWU Münster Fortentwicklung von Seeheim-Jugenheim, 24. bis 26. Oktober 2019, unter der Leitung von Stellvertretendes Mitglied: Prüfmethoden im PD Dr. med. Frank Behrens in Kooperation mit House of Pharma & NORMAN – Network of Prof. Dr. Dirk Prüfer Rahmen des Stoffrechts, Healthcare reference laboratories, AK Ökotoxikologie, research centres and related SETAC Europe Interest Group: Akkumulation und Abbau ELRIG Discovery 2019, Looking back to Future organisations for monitoring Effect Modeling in der Umwelt Liverpool, 4. bis 5. November 2019, Mitglied des wissenschaftlichen of emerging environmental Lenkungsausschuss: Prof. Dr. Christoph Schäfers Organisationskomitees und Session Chair Dr. Philip Gribbon substances: Dr. Udo Hommen United States Pharmacopeial Symposium: New opportunities for drug discovery with stem - Working Group SETAC Global Interest Group: Convention: Expertengremi- cell technologies »Prioritization of emerging Bioaccumulation Science um für Neuentwicklungen im Kobe, 29. August 2019, organisiert in Zusammenarbeit mit FBRI substances« Ko-Vorsitz: Bereich der In vitro Assays (Foundation for Biomedical Research and Innovation, Kobe, Japan), Dr. Heinz Rüdel Prof. Dr. Christian Schlechtriem Prof. Dr. Matthias Wacker Prof. Dr. Carsten Claussen

- Working Group SETAC Global Interest Group VDI/VDE »Datenmanagement Tag der Immunforschung 2019 »Bioassays and biomarkers in Lenkungsausschuss: im Bereich Life Sciences« Frankfurt am Main, 19. Juni 2019, organisiert durch das Fraunhofer water quality monitoring« Dr. Udo Hommen VDI 6320 Cluster of Excellence for Immune-Mediated Diseases CIMD Dr. Elke Eilebrecht Vizevorsitzender: Society for Laboratory Auto- Dr. Manfred Kohler Workshop »4th MuTaLig COST Action Training School, CA OECD Expert Group on Fish mation and Screening 15135« Bioaccumulation Elected fellow and member of VIB Screening Core, Belgium Hamburg, 6. bis 8. März 2019, organisiert durch das MuTaLig Prof. Dr. Christian Schlechtriem the »Advocacy Committee«: Advisory Board Member: COST Action Kommittee und das Fraunhofer IME, Dr. Sheraz Gul Dr. Philip Gribbon Dr. Sheraz Gul OECD Fish Drafting Group Workshop: C-CNS Drug Discovery Matthias Teigeler, Society for Laboratory Auto- World Health Organization Kobe, 11. Juli 2019, organisiert in Zusammenarbeit mit dem IFBRI Prof. Dr. Christoph Schäfers mation and Screening (WHO), Vector Control (Foundation for Biomedical Research and Innovation, Kobe, Japan), Dr. Member of the Strategic Advisory Group (VCAG): Sheraz Gul OECD Validation Management Relations Council: Prof. Dr. Marc F. Schetelig Group on Ecotoxicity Testing Dr. Sheraz Gul Workshop »Current State and Future Expectations of Translatio- (VMG-eco) nal Modeling Strategies to Support Drug Product Development, Invited national experts: Stiftung für Unternehmens- Manufacturing Changes and Controls« Matthias Teigeler recht an der Heinrich Heine Maryland, USA, 23. – 26. September 2019, organisiert durch die FDA, Prof. Dr. Christoph Schäfers Universität Düsseldorf Mitorganisatorin Prof. Dr. Jennifer Dressman Kuratoriumsmitglied: OECD Working Party on Prof. Dr. Carsten Claussen Workshop: Drug Discovery and Development Manufactured Nanomaterials Hamburg, 17. bis 18. Oktober 2019, organisiert in Zusammenarbeit (WPMN) Stiftungsrat der Dr. Robert mit cisbio, Dr. Sheraz Gul Dr. Kerstin Hund-Rinke Pfleger Stiftung Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Workshop: From Molecule to Medicine Pharmadialog der Bundesre- Ljubljana, 18. bis 20. März 2019, Epichembio COST Action Training gierung Stiftungsrat der School, CM 1406, Dr. Sheraz Gul Mitglied: Freundlich-Stiftung Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Prof. Dr. Dr. Gerd Geißlinger Workshop »Nachwuchsförderung des Fraunhofer CIMD« Frankfurt am Main, 17. bis 18. Juni 2019, organisiert durch das Research Data Alliance, GEDE Stiftung Westfälische ­Fraunhofer Cluster of Excellence for Immune-Mediated Diseases CIMD - Group of European Data ­Wilhelms-Universität Münster Experts in RDA: Kuratorium: Dr. Manfred Kohler Prof. Dr. Dirk Prüfer

112 113 IMPRESSUM

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