AG Kramer | Forschungsschwerpunkte & Kooperationspartner
Chronobiologie
Es gibt Eulen und es gibt Lerchen. Eulen werden morgens erst munter, wenn Lerchen schon lange aktiv sind. Dafür laufen Eulen abends zu Höchstform auf, wenn Lerchen längst vor Müdigkeit kaum wachzuhalten sind. Jeder kennt das, denn jeder hat einen individuellen Chronotyp (chronos: „die Zeit“).
Was bestimmt den Chronotyp? Was steuert das Schlaf- und Wachverhalten? Was passiert, wenn es aus dem Gleichgewicht gerät? Das sind Fragen, auf die das interdisziplinäre Fach Chronobiologie Antworten sucht.
In unserer Umwelt gibt es sich abwechselnde Phasen von Licht und Dunkelheit und damit einhergehend vieler weiterer Parameter, wie z.B. Umgebungstemperatur, Nahrungsangebot oder die Gefährdung durch Feinde. Statt nur passiv auf diese täglich wiederkehrenden Veränderungen zu reagieren, haben die meisten Organismen „innere Uhren“ entwickelt, mit denen sie diese Umweltrhythmen antizipieren können.
Dies bringt einen Evolutionsvorteil - biologische Uhren findet man in Tieren, Pflanzen, Pilzen und sogar in einigen Bakterienstämmen. Was lässt eine innere Uhr ticken? Es ist nicht der Wechsel von Licht und Dunkel. Innere Uhren laufen selbst in konstanten Bedingungen ohne jegliche Zeitinformation von außen – sie sind endogene Oszillatoren. Ihre Periode ist nicht genau, sondern nur ungefähr 24 Stunden, daher der Name circadiane Uhren (circa: „ungefähr“; dies: „der Tag“).
Unsere Interessen
Unsere Arbeitsgruppe befasst sich mit den molekularen Grundlagen des circadianen Systems von Säugern und dessen Auswirkung auf physiologische und Verhaltensprozesse. Dabei studieren wir unter anderem die Regulation intrazellulärer Prozesse (mit molekularbiologischen, biochemischen und zellbiologischen Methoden), die molekulare circadiane Oszillationen generieren.
Ein Schwerpunkt liegt hierbei auf posttranslationalen Mechanismen (z.B. Phosphorylierung), die die Dynamik circadianer Oszillationen und damit auch Physiologie und Verhalten entscheidend beeinflussen (Förderung im SFB740). Darüber hinaus führen wir im Rahmen des EU-Netzwerks EUCLOCK einen genomweiten RNAi-basierten Screen durch, der darauf abzielt, bislang unbekannte Gene des circadianen Systems zu identifizieren. Über Kooperation mit theoretischen Biologen/Mathematikern entwickeln wir theoretische Konzepte zur Generierung molekularer Oszillationen und Synchronisierung von oszillierenden Systemen (Förderung im SFB 618).
Ein weiterer Schwerpunkt unserer Forschungen ist die Untersuchung der Funktion circadianer Uhren für Physiologie im Gehirn sowie in peripheren Organen. Neben Untersuchungen zu Synchronisation und Funktion der circadianen Uhr im olfaktorischen Bulbus studieren wir die Rolle der circadianen Uhr im Immunsystem.
Signifikanz