Signale des Lebens

Biologische Signale bilden die Lebensgrundlage aller Zellen eines Organismus. Ein genaueres Verständnis dieser Signale liefert daher Lösungen für viele biologische und medizinische Herausforderungen. Innovative Forschungsansätze ermöglichen ein besseres Verständnis komplexer Lebensvorgänge, eröffnen zukunftsweisende therapeutische Optionen und tragen dazu bei, die Entwicklung der nächsten Generation von Künstlicher Intelligenz voranzubringen.

Der Schwerpunktbereich „Signale des Lebens“ basiert auf drei Forschungsfeldern. Diese sind fest an der Universität Freiburg etabliert und national sowie international sichtbar. In ihnen arbeiten Forscher*innen aus den Lebens-, Natur- und Ingenieurwissenschaften eng zusammen:

Drei Forschungsfelder

Kommunikation von Zellen

Immunologie in Gesundheit und Krankheit

Gehirn und Intelligenz

Im Forschungsfeld Kommunikation von Zellen, das maßgeblich getragen wird durch den Exzellenzcluster CIBSS und das wissenschaftliche Zentrum BIOSS, werden fächerübergreifend Kompetenzen der biologischen Signalforschung auf Spitzenniveau gebündelt, um aktuellen Fragestellungen gerecht zu werden. Die Wissenschaftler*innen dieses Forschungsfelds gehen dabei grundlegenden Fragen nach: Wie reagieren Zellen auf Umweltbedingungen? Und wie kommunizieren Zellen, sei es im Menschen, im Tier oder in der Pflanze?

Zwei Hände vor einer Computertastatur in einem abgedunkelten Raum. Daneben Laborgefäße.

Das Forschungsfeld Immunologie in Gesundheit und Krankheit verfolgt Ansätze aus der Krebsforschung, Epigenetik und der Entzündungserkrankungen zum Verständnis pathologischer Immunreaktionen, Tumorentstehungen und Metastasierung. Durch die traditionell starke Kooperation mit der biologischen Forschung fließen ständig neue Erkenntnisse aus der Signalforschung zu diesen Fragen ein. Interdisziplinäre Zentren wie das Comprehensive Cancer Center Freiburg (CCCF) oder das Centrum für Chronische Immundefizienz (CCI) sind die Basis der Infrastruktur für klinische Forschung. Das ermöglicht, die Ergebnisse der Forschungsansätze in innovative Diagnostik sowie die Behandlung von Patient*innen zu überführen.

Im Forschungsfeld Gehirn und Intelligenz sind die Neurowissenschaften eng mit den Ingenieurwissenschaften vernetzt und erforschen im Bereich Neurotechnologien unter anderem Mensch-Maschine-Schnittstellen. Das wissenschaftliche Zentrum BrainLinks-BrainTools sowie das Bernstein Center Freiburg bieten den Wissenschaftler*innen dafür ein optimales interdisziplinäres Forschungsumfeld. Als Teil des europäischen ELLIS-Netzwerk entwickeln Forschende Künstliche Intelligenz auf höchstem Niveau weiter.

Die Forschungsbereiche Data Science, Modellbildung und Bioinformatik sind ein wichtiger Teil des gesamten Schwerpunktbereiches „Signale des Lebens“ und tragen zudem methodisch zu den anderen beiden Schwerpunktbereichen („Sprachen des Wissens“ und „Wege zur Nachhaltigkeit“) bei.

Sprachen des Wissens

Wege zur Nachhaltigkeit

Ein Computerbildschirm gibt die Aufnahmen eines Mikroskops wieder.

Aktuelles Vorhaben im Rahmen der Exzellenzstrategie

Exzellenzcluster CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies
Die Forscher*innen des Exzellenzclusters widmen sich dem Verständnis der Sprache, die das multizelluläre Leben in Mensch, Tier und Pflanze bestimmt.

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Ultraschnelles Tempo im Gehirn

Forschende der Universität Freiburg haben gemeinsam mit Partnern den Mechanismus ultraschneller Kalziumpumpen in Nervenzellen entschlüsselt. Diese sogenannten PMCA2-Neuroplastin-Komplexe arbeiten mit mehr als 5.000 Zyklen pro Sekunde und beenden Kalziumsignale im Millisekundenbereich – und damit 100-mal schneller als bisher bekannt.

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Im Kampf gegen Darmkrebs vom Labor ins eigene Start-up

Wenn sich Spitzenforschung und Unternehmergeist verbinden, können positive Effekte für Gesellschaft und Wirtschaft entstehen. Dies zeigt auch das aus der Universität Freiburg gegründete Start-up EMUNO Therapeutics GmbH von Dr. Emilia Neuwirt und Prof. Dr. Olaf Groß.

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Das Foto zeigt Marco Prinz der Gottfried-Wilhelm Leibniz-Preis-träger der Universität Freiburg

Gezielte Aktivierung von Hirn-Immunzellen verzögert Alzheimer-Prozesse

Studie im Tiermodell zeigt, wie hirneigene Immunzellen bei Alzheimer reagieren. Freiburger Forschende um Prof. Dr. Marco Prinz identifizieren einen wichtigen Signalweg. Veröffentlicht wurde die Studie in Nature Neuroscience.

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Neuer Deep-Learning-Cluster für KI-Forschung

Die Universität Freiburg baut ihre Rechenkapazität für maschinelles Lernen mit der Anschaffung eines neuen Hochleistungsclusters weiter aus. Das Großgerät modernisiert und erweitert die bestehende Infrastruktur und stärkt damit die Grundlagenforschung im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI).

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Molekulares Wettrüsten: Wie das Genom sich gegen Feinde von innen verteidigt

Ein internationales Forschungsteam um die Freiburger Biolog*innen Dr. Wenjing Qi und Prof. Ralf Baumeister hat herausgefunden, wie sich das sogenannte Retrotransposon LINE1 ein Protein der Zelle zunutze macht, um selbst aktiv zu werden, wie es in Tumoren geschieht.

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