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ZMB<br />

ZENTRUM FÜR MOLEKULARE BIOWISSENSCHAFTEN<br />

CENTER FOR MOLECULAR BIOSCIENCES


Altruismus hat sich schon früh in der<br />

Evolution entwickelt – Hefezellen opfern sich<br />

<strong>für</strong> ihre engsten Verwandten.<br />

Altruism developed early in evolution –<br />

yeast sacrifice themselves <strong>for</strong> their clonal<br />

relatives.<br />

Dr. Kai-Uwe FRÖHLICH<br />

Haupteingang<br />

Main entrance


http://uni-graz.at<br />

ZMB<br />

3


INHALT CONTENT<br />

06 Vorwort/Foreword<br />

08 ENTWICKLUNG DES ZMB<br />

HISTORY OF THE ZMB<br />

16 ZENTRUM FÜR MOLEKULARE BIOWISSENSCHAFTEN (ZMB)<br />

CENTER FOR MOLECULAR BIOSCIENCES<br />

20 FORSCHUNGS-HIGHLIGHTS – NATIONALE UND INTERNATIONALE NETZWERKE<br />

RESEARCH HIGHLIGHTS – NATIONAL AND INTERNATIONAL RESEARCH NETWORKS<br />

26 NAWI CURRICULA<br />

28 Curricula in den Molekularen Biowissenschaften/Curricula in Molecular Biosciences<br />

29 HIGHER EDUCATION - DOCTORAL PROGRAMS<br />

30 DK Molekulare Enzymologie/DK Molecular Enzymology<br />

31 Doktoratsstudien/Doctoral Studies<br />

32 FORSCHUNGS-SCHWERPUNKTE<br />

RESEARCH TOPICS<br />

34 Bakterielle Infektionsbiologie/Bacterial Pathogenesis<br />

35 Stress, Zellaltern und programmierter Zelltod/Stress, Aging and Apoptosis<br />

36 Molekulare Mechanismen des Lipid- und Energiestoffwechsels/<br />

Molecular Mechanisms of Lipid and Energy Metabolism<br />

37 Strukturbiologie und Molekulare Enzymologie/Structural Biology and Molecular Enzymology<br />

38 Sponsoren/Sponsors<br />

Impressum/Imprint<br />

4 http://uni-graz.at


ZMB<br />

Markantes Licht- und Schattenspiel im Eingangsbereich<br />

Dramatic play of light and shadow in the entry area<br />

http://uni-graz.at<br />

5


Die Realisierung des Zentrums <strong>für</strong> Molekulare Biowissenschaften<br />

ist ein Meilenstein in der Geschichte der Karl-Franzens-Universität Graz.<br />

Das Zentrum stärkt massiv den universitären Schwerpunkt der Biowissenschaften<br />

und wertet den gesamten Forschungsstandort Steiermark auf.<br />

Die WissenschafterInnen leisten mit ihren Projekten einen entscheidenden<br />

Beitrag zu den gesellschaftlichen Fragen und übernehmen damit die<br />

notwendige Verantwortung <strong>für</strong> die Heraus<strong>for</strong>derungen unserer Zeit.<br />

Construction of the ZMB marks a milestone in the history of the University of Graz.<br />

The ZMB strengthens substantially not only the university’s existing priority<br />

<strong>for</strong> the <strong>molecular</strong> biosciences but also heightens the research prominence in Styria.<br />

The research activities of these scientists address questions relevant to society<br />

and assume responsibility <strong>for</strong> meeting the challenges of our time.<br />

Univ.-Prof.<br />

Dr. Alfred GUTSCHELHOFER<br />

Rektor der Karl-Franzens-<br />

Universität Graz<br />

Rector, University of Graz<br />

Univ.-Prof.<br />

Dr. Kai-Uwe FRÖHLICH<br />

Leiter des IMB<br />

Chairman, Institute of<br />

Molecular Biosciences<br />

6 http://uni-graz.at


ZMB<br />

Das Zentrum EX_USU – Cafeteria, Seminarräume und Hörsäle, Bibliothek<br />

The Center EX_USU – café, seminar rooms, lecture halls, library<br />

http://uni-graz.at<br />

7


Es wurde klar erkannt, dass nur ein umfassendes<br />

Kooperationsprojekt jene kritische Masse<br />

an wissenschaftlicher Kompetenz erzeugt,<br />

die <strong>für</strong> international sichtbare Forschungserfolge<br />

benötigt wird.<br />

The extreme dispersion of the various parts of the institute<br />

over three buildings across campus made realilzation<br />

of a <strong>center</strong> necessary to achieve the required critical mass<br />

<strong>for</strong> internationally competitive research.<br />

Univ.-Prof.<br />

Dr. Rudolf ZECHNER<br />

8 http://uni-graz.at


Entwicklung des ZMB<br />

History of the ZMB<br />

Zugang von der Humboldtstraße<br />

Access from Humboldtstraße<br />

http://uni-graz.at<br />

9


ENTWICKLUNG DER MOLEKULAREN BIOWISSENSCHAFTEN<br />

DEVELOPMENT OF MOLECULAR BIOSCIENCES<br />

Die Entwicklung der <strong>molekulare</strong>n Biowissenschaften an der<br />

naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Graz begann<br />

1963 mit der Errichtung einer Lehrkanzel <strong>für</strong> Biochemie am<br />

Institut <strong>für</strong> Physikalische Chemie. 1969 wurde ein eigenes<br />

Institut <strong>für</strong> Biochemie an der Naturwissenschaftlichen Fakultät<br />

unter dem Vorstand E. Schauenstein gegründet. Die Biochemie<br />

galt lange Zeit als Hilfs- und Ergänzungsfach der Chemie, ein<br />

Faktum, das sowohl der räumlichen als auch der personellen<br />

Ausstattung im Vergleich zu anderen Instituten der Fakultät<br />

hinderlich war. Ähnlich bescheiden startete die Molekular -<br />

biologie/Mikrobiologie in Bezug auf ihre Organisationsgröße.<br />

Im Jahr 1983 errichtete die Universität das Institut <strong>für</strong> Mikro -<br />

biologie innerhalb des Fachbereichs Biologie. Vorstand des<br />

Instituts wurde G.Högenauer mit ursprünglich zwei Universi -<br />

tätsassistenten als akademische Mitarbeiter. Dieser im inter -<br />

nationalen Vergleich geradezu erschreckend minimalistischen<br />

Ausstattung der <strong>molekulare</strong>n Biowissenschaften an der<br />

Universität Graz standen schon damals sichtbare Forschungsund<br />

Lehrerfolge entgegen. Die große Anzahl der Studierenden<br />

an der Mikrobiologie machten einen eigenen Studienzweig<br />

<strong>für</strong> dieses Fach sinnvoll und H. Esterbauer (Vorstand des<br />

Instituts <strong>für</strong> Biochemie seit 1990) wurde zu einer international<br />

anerkannten Koryphäe der sich rasant entwickelnden Gebiete<br />

Lipidoxidation und Sauerstoffradikale. Seine drei am häufigsten<br />

zitierten wissenschaftlichen Arbeiten wurden laut ISI Citation<br />

Index 2007 insgesamt 5211 mal zitiert, welches ihren bahn -<br />

brechenden und nach wie vor hochaktuellen Charakter<br />

eindrucksvoll dokumentiert. H. Esterbauer initiierte das<br />

erste Groß<strong>for</strong>schungsprojekt im Bereich der Lipid <strong>for</strong>schung<br />

(SFB Biomembranen) in Graz, und sein Konzept des<br />

„Offenen Labors“ lebt über den Bereich der <strong>molekulare</strong>n<br />

Biowissenschaften hinaus weiter.<br />

The development of <strong>molecular</strong> biosciences at the Faculty of<br />

Natural Sciences at the University of Graz started in 1963,<br />

with the implementation of a chair <strong>for</strong> Biochemistry at the<br />

Department of Chemistry. In 1969, the Institute of Biochemistry<br />

was founded under E. Schauenstein. At the time, “Biochemistry”<br />

was still considered a satellite topic within the Chemistry<br />

c urricula. This lack of independent standing severely hampered<br />

both spatial and personnel developments in the beginning.<br />

Microbiology/Molecular Biology started in a similarly modest<br />

manner in terms of organizational size. In 1983, the Institute of<br />

Microbiology, headed by G.Högenauer, was constituted within<br />

the Biology division with a starting size of only two faculty<br />

members! This minimalistic configuration – in the international<br />

context – of the <strong>molecular</strong> life sciences at the University of Graz<br />

soon stood in sharp contrast to highly visible achievements<br />

both in research and teaching. Successful and popular teaching<br />

led to new curricula in microbiology. The research achievements<br />

of H. Esterbauer (head of the Department of Biochemistry from<br />

1990) made him an internationally well-known and respected<br />

scientist in the rapidly developing fields of lipid peroxidation and<br />

reactive oxygen species. His three most important articles<br />

(according to ISI Citation Index 2007) were cited more than<br />

5200 times, demonstrating the ground-breaking and highly<br />

relevant character of his research. H. Esterbauer initiated the<br />

first local network research program in the lipid field in Graz<br />

(SFB Biomembranes), and his concept of “laboratories without<br />

walls” still lives on in the <strong>molecular</strong> biosciences, and beyond.<br />

10 http://uni-graz.at


CHRONOLOGIE<br />

TIMELINE<br />

1963 Lehrkanzel Biochemie<br />

(Leiter: E. SCHAUENSTEIN)<br />

am Institut <strong>für</strong> Physikalische Chemie<br />

Department of Biochemistry<br />

(Head: E. SCHAUENSTEIN)<br />

at the Institute of Physical Chemistry<br />

1969 Gründung des Instituts <strong>für</strong> Biochemie<br />

(Vorstand: E. SCHAUENSTEIN)<br />

Institute of Biochemistry was founded<br />

(Director: E. SCHAUENSTEIN)<br />

1978 Etablierung der Kristallstrukturanalyse chemischer<br />

Substanzen und biologisch interessanter Cofaktoren<br />

durch Otto KRATKY<br />

Otto KRATKY established “crystal structure analysis”<br />

at the Institute of Chemistry<br />

1979 Fakultätsbeschluss zur Schaffung eines Institutes<br />

<strong>für</strong> Mikrobiologie<br />

Faculty votes to establish an Institute of Microbiology<br />

1984 Adaptierung des Hauses Halbärthgasse/Schubertstraße;<br />

900 m 2 <strong>für</strong> das Institut <strong>für</strong> Biochemie<br />

Adaptation of 900 m 2 <strong>for</strong> the Institute of Biochemistry<br />

at Halbärthgasse/Schubertstraße<br />

1984 G. HÖGENAUER wird Vorstand des neu gegründeten<br />

Instituts <strong>für</strong> Mikrobiologie<br />

G. HÖGENAUER becomes head of the newly founded<br />

Institute of Microbiology<br />

1988 Emeritierung von E. SCHAUENSTEIN,<br />

H. ESTERBAUER wird Vorstand des Instituts<br />

<strong>für</strong> Biochemie<br />

Retirement of E. SCHAUENSTEIN,<br />

H. ESTERBAUER becomes head of the Institute<br />

of Biochemistry<br />

1988 „Studium irregulare“ aus Molekularer Mikrobiologie;<br />

fünf akademische MitarbeiterInnen und Erweiterung<br />

der Räumlichkeiten Universitätsplatz 2<br />

“Studium irregulare” Molecular Microbiology;<br />

staff increased to five faculty and further expansion<br />

of laboratory space<br />

http://uni-graz.at<br />

Anbindung Altbau<br />

Link to existing building<br />

1990 Anschaffung eines Hochleistungs-Röntgengenerators<br />

mit Goniometer zur Strukturanalyse von Makromolekülen<br />

Acquisition of high per<strong>for</strong>mance X-ray generator<br />

and goniometer <strong>for</strong> macromolecule structural analysis<br />

1992 Widmung zusätzlicher Räumlichkeiten im Objekt<br />

„Kinderchirurgie“ in der Heinrichstraße<br />

Additional laboratory and office space is dedicated<br />

to the institute on Heinrichstraße<br />

1994 Schaffung des Studienzweigs Mikrobiologie im<br />

Studienfach Biologie<br />

New curriculum “Microbiology” within the biology<br />

program<br />

1994 Berufung von C. KRATKY zum Professor <strong>für</strong><br />

physikalische Chemie; Einrichtung einer Abteilung<br />

<strong>für</strong> Strukturbiologie mit vier wissenschaftlichen<br />

MitarbeiterInnen<br />

Appointment of C. KRATKY as professor of physical<br />

chemistry; foundation of a division <strong>for</strong> structural<br />

biology with four faculty<br />

1997 Ableben von H. ESTERBAUER,<br />

H. ZOLLNER übernimmt die Leitung des Instituts<br />

<strong>für</strong> Biochemie<br />

Death of H. ESTERBAUER,<br />

H. ZOLLNER becomes head of the Institute of<br />

Biochemistry<br />

1998 R. ZECHNER wird zum Professor <strong>für</strong> Biochemie<br />

berufen; Bezug der Räumlichkeiten in der<br />

Heinrichstraße<br />

R. ZECHNER becomes professor and head of the<br />

Institute of Biochemistry; move to adapted facility<br />

at Heinrichstraße<br />

11


CHRONOLOGIE<br />

TIMELINE<br />

2000 Fusion der Institute <strong>für</strong> Biochemie und Mikrobiologie;<br />

Gründung des Instituts <strong>für</strong> Molekularbiologie,<br />

Biochemie und Mikrobiologie; G. HÖGENAUER ist<br />

Institutsvorstand am IMBM<br />

Fusion of the Institutes of Biochemistry and<br />

Microbiology; <strong>for</strong>mation of the Institute of<br />

Molecular Biology, Biochemistry and Microbiology;<br />

G. HÖGENAUER is head of the IMBM<br />

2000 Integration der Arbeitsgruppe Strukturbiologie im<br />

neu geschaffenen Institut <strong>für</strong> Chemie<br />

Integration of the structural biology group into the<br />

newly founded Institute of Chemistry<br />

2001 Berufung der Professoren K.-U. FRÖHLICH (Mikrobiologie)<br />

und S. D. KOHLWEIN (Biochemie);<br />

Start des neuen Bachelorstudiums Molekularbiologie<br />

und Masterstudium Molekulare Mikrobiologie<br />

innerhalb des Studienfachs Biologie sowie eines<br />

Studienzweiges Biochemie und Molekularbiologie<br />

innerhalb des Studienfachs Chemie<br />

Appointment of professors K.-U. FRÖHLICH (microbiology)<br />

and S. D. KOHLWEIN (biochemistry);<br />

new Biology curricula in Molecular Biology (Bachelor)<br />

Molecular Microbiology (Master) and Master Biochemistry<br />

and Molecular Biology (Chemistry)<br />

2001 Emeritierung von G. HÖGENAUER,<br />

S. D. KOHLWEIN wird Vorstand des IMBM<br />

Retirement of G. HÖGENAUER,<br />

S. D. KOHLWEIN becomes head of IMBM<br />

2004 Umbenennung in Institut <strong>für</strong> Molekulare Biowissenschaften,<br />

K-U. FRÖHLICH wird Vorstand<br />

des IMB<br />

Institute is renamed to Institute of Molecular<br />

Biosciences, K.-U. FRÖHLICH becomes head of IMB<br />

2005 Berufung von F. MADEO zum Professor <strong>für</strong><br />

Mikrobiologie<br />

Appointment of F. MADEO as professor of<br />

microbiology<br />

Haupteingang<br />

Main entrance<br />

2006 Integration der Molekularen Biowissenschaften<br />

in NAWI-GRAZ (Molekulare- und Technische<br />

Biowissenschaften) und Start eines neuen Bachelorstudiums<br />

Molekularbiologie<br />

Integration of Molecular Biosciences into NAWI GRAZ;<br />

start of new interuniversity bachelor program<br />

Molecular Biology<br />

2007 Berufung von J. REIDL zum Professor <strong>für</strong> Mikrobiologie;<br />

Start von drei NAWI Graz Masterstudien im Bereich<br />

der Molekularen und Technischen Biowissenschaften<br />

(Biochemie und Molekulare Biomedizin, Molekulare<br />

Mikrobiologie, Biotechnologie);<br />

Eröffnung des Zentrums <strong>für</strong> Molekulare Biowissenschaften,<br />

ZMB<br />

Appointment of J. REIDL as professor of microbiology;<br />

three new masters curricula (NAWI GRAZ)<br />

in <strong>molecular</strong> and technical biosciences;<br />

Opening of the new Center <strong>for</strong> Molecular Bio sciences,<br />

ZMB<br />

2008 Integration der Arbeitsgruppe Strukturbiologie<br />

(Leiter: C. KRATKY) in das IMB; Besetzung einer<br />

Professorenstelle <strong>für</strong> Computational Biosciences<br />

Integration of Structural Biology (Head: C. KRATKY)<br />

into IMB; appointment of a new professor <strong>for</strong><br />

computational biosciences<br />

12 http://uni-graz.at


ZMB ZENTRUM FÜR MOLEKULARE BIOWISSENSCHAFTEN<br />

CENTER FOR MOLECULAR BIOSCIENCES<br />

Angesichts der dynamischen Entwicklung der Molekularen<br />

Biowissenschaften in Graz und eines „role models“ in Wien,<br />

nämlich des Vienna Bio<strong>center</strong>, beschlossen die Professoren<br />

Esterbauer, Högenauer und Kostner (nunmehr Medizinische<br />

Universität) ab 1990 das Projekt eines gemeinsamen „Zentrums<br />

<strong>für</strong> Biochemie und Molekularbiologie“ nach internationalem<br />

Vorbild zu entwickeln. Damit sollte der extremen räumlichen<br />

Zersplitterung der <strong>molekulare</strong>n Biowissenschaften in Graz<br />

e ntgegengewirkt werden. Es wurde klar erkannt, dass nur ein<br />

umfassendes Kooperationsprojekt jene kritische Masse an<br />

wissenschaftlicher Kompetenz erzeugt, die <strong>für</strong> international<br />

sichtbare Forschungserfolge benötigt wird. Schon 1994 be <strong>für</strong> -<br />

wortet das Fakultätskollegium der Naturwissenschaftlichen<br />

Fakultät den Bau eines „Zentrums <strong>für</strong> Biochemie und<br />

Mole kularbiologie“ und der Akademische Senat der KFUG<br />

fasst einen Beschluss zur Errichtung dieses Zentrums.<br />

Nach einer Vielzahl von Evaluierungen durch internationale<br />

und nationale Gremien sowie die zuständigen Ministerien,<br />

einem fehlgeschlagenen Architektenwettbewerb und mehreren<br />

Umplanungen, gelingt es schließlich unter tatkräftiger Mithilfe<br />

des Rektorenteams, eine Übernahme der Mietkosten und<br />

damit eine Umsetzungszusage durch Frau Bundesministerin<br />

Gehrer zu erwirken.<br />

Damit waren aber noch nicht alle Schwierigkeiten beseitigt und<br />

finanziellen Hürden überwunden. Im Rahmen der Detailplanung<br />

tat sich noch ein Finanzierungsloch von ca. 30% der geplanten<br />

Gesamtkosten auf und es ist nur dem hochengagierten Einsatz<br />

von Rektor Gutschelhofer und Vizerektor Zettl zu verdanken,<br />

dass es gelungen ist, diese Lücke zu schließen. Zusammen<br />

mit den Sektionschefs des BMWF, Dr. S. Höllinger und<br />

Dr. F. Faulhammer, sowie der Führung der Bundesimmobilien -<br />

ge sellschaft konnte das Projekt ZMB schließlich durchfinanziert<br />

und umgesetzt werden.<br />

http://uni-graz.at<br />

In view of the dynamic developments of <strong>molecular</strong> biosciences<br />

in Graz and the “role model” Vienna Bio<strong>center</strong>, professors<br />

E sterbauer, Högenauer and Kostner (now Medical University<br />

Graz) initiated the concept of a Center <strong>for</strong> Molecular Bio -<br />

sciences in the early 1990’s. The extreme dispersion of the<br />

various parts of the institute over three buildings across campus<br />

made realilzation of a <strong>center</strong> necessary to achieve the required<br />

critical mass <strong>for</strong> internationally competitive research. In 1994,<br />

the Faculty of Natural Sciences and the Senate approved the<br />

erection of a Center <strong>for</strong> Biochemistry and Molecular Biology.<br />

A number of evaluations by national and international agencies<br />

and the Federal Ministry, a first architectural competition and<br />

numerous plan modifications followed. Finally, the tremendous<br />

support of the rector’s team and agreement <strong>for</strong> covering<br />

the rental costs resulted in the confirmation by minister<br />

Gehrer.<br />

Yet during the detailed planning stage, when a projected cost<br />

increase of 30% almost killed the project, the heroic ef<strong>for</strong>ts<br />

of Rector Gutschelhofer and Vice rector Zettl filled the gap<br />

in resources, ultimately saving the project. Together with<br />

Sektionschefs of the Federal Ministry <strong>for</strong> Science and Research,<br />

Dr. S. Höllinger and Dr. F. Faulhammer, as well as the director<br />

of the Bundesimmobiliengesellschaft, the project “ZMB”<br />

was finally financed and built.<br />

13


ZMB CHRONOLOGIE<br />

ZMB TIMELINE<br />

1989 Erste Überlegungen zur Schaffung eines Bio<strong>zentrum</strong>s<br />

nach Vorbild des Vienna Bio<strong>center</strong>s werden angestellt.<br />

First draft of a concept to build a bio<strong>center</strong> in Graz<br />

1992 Der Akademische Senat widmet dem Institut <strong>für</strong><br />

Biochemie Räumlichkeiten in der ehemaligen Kinderchirurgie<br />

und sieht diese Widmung als „Keimzelle“<br />

eines zukünftigen Bio<strong>zentrum</strong>s.<br />

The Senate allocates new space to the Institute of<br />

Biochemistry at a <strong>for</strong>mer hospital building<br />

1994 Die Naturwissenschaftliche Fakultät be<strong>für</strong>wortet<br />

die Errichtung eines „Zentrums <strong>für</strong> Biochemie und<br />

Molekularbiologie“ und der Akademische Senat<br />

fasst im Oktober des Jahres 1994 den Beschluss<br />

zur Errichtung dieses Zentrums.<br />

Faculty of Natural Sciences agrees to plans <strong>for</strong><br />

the erection of a “Center <strong>for</strong> Biochemistry and<br />

Molecular Biology”. In October, the Senate confirms<br />

a treaty <strong>for</strong> the erection of this <strong>center</strong>.<br />

1995 Evaluierung der Biowissenschaften in Österreich<br />

durch eine internationale Expertengruppe. Der Bau<br />

des ZMB nach dem Beispiel des Vienna Bio<strong>center</strong><br />

wird empfohlen.<br />

Evaluation of biosciences in Austria by an international<br />

panel. The erection of the ZMB is recommended.<br />

1998 Genehmigung einer Konzeptentwicklung zur Errichtung<br />

des ZMB durch das BMWF.<br />

Approvement <strong>for</strong> the development of a concept <strong>for</strong> the<br />

construction of ZMB by the Federal Ministry.<br />

1999 Das Konzept <strong>für</strong> das ZMB wird fertig gestellt. Es sind<br />

zwei Baustufen unter Einbeziehung der Medizinischen<br />

Fakultät und der Technischen Universität Graz vorgesehen.<br />

Raum- und Funktionspläne <strong>für</strong> die Baustufe 1<br />

werden erarbeitet.<br />

The concept <strong>for</strong> the ZMB is completed. A two-step<br />

development plan that also involved Medical University<br />

and Graz University of Technology. Detailed plans <strong>for</strong><br />

stage one are completed.<br />

2000 Die Technische Universität beschließt, sich nicht<br />

am gemeinsamen Zentrum zu beteiligen.<br />

Erster 2-stufiger Architektenwettbewerb eines<br />

Bio- und Erdwissenschaftlichen Zentrums.<br />

Graz University of Technology decides to withdraw<br />

from the project. First 2-step architectural competition<br />

<strong>for</strong> erection of a bio- and earth sience facility.<br />

Tiefgarage<br />

Underground car park<br />

2001 Neuerliche Evaluierung der Raum- und Funktionskonzepte<br />

des ZMB durch den Rat <strong>für</strong> Forschungs- und<br />

Technologieentwicklung (G. KREIL und G. BREHM)<br />

mit anschließender Empfehlung zur Umsetzung.<br />

New evaluation of the room and function concepts<br />

of ZMB by “Rat <strong>für</strong> Forschung und Technologieentwicklung”<br />

(G. KREIL and G. BREHM) and<br />

recommendation <strong>for</strong> construction.<br />

2002 Durch das neue UG 2002 und die Gründung<br />

medizinischer Universitäten wird von der Medizinischen<br />

Universität Graz ein neues „Campuskonzept“ verfolgt,<br />

das den Umzug der vorklinischen Bereiche in das<br />

LKH-Areal vorsieht. Die Beteiligung am Projekt ZMB<br />

wird beendet. Neuerliche Prüfung des revidierten ZMB<br />

Konzepts durch das BMWF bzw. BMF. Einbeziehung<br />

der Steirischen Wirtschaftsförderungsgesellschaft SFG.<br />

Eine Ansiedelung einschlägiger Unternehmen im ZMB<br />

wird ins Auge gefasst.<br />

The new UG 2002 university law and foundation of<br />

medical universities result in a new campus concept<br />

of MUG, with the plan to move preclinical institutes<br />

to the new hospital area. The participation of the<br />

Medical University in ZMB is terminated. Additional<br />

revision of the ZMB concept by federal Ministries <strong>for</strong><br />

Science and Research and Finances. Integration of<br />

SFG and consideration of an integration of companies<br />

into ZMB facilities.<br />

2003 Internationale Fakultätsevaluierung: Als Ergebnis der<br />

Evaluierung der Biologie wird die Errichtung des ZMB<br />

empfohlen. Mietkostenübernahme durch das BMWF<br />

und neuerliche Ausschreibung eines Architektenwettbewerbs.<br />

International evaluation of Biology institutes<br />

recommends that the ZMB be buildt. Agreement<br />

<strong>for</strong> taking over the rental costs by the Federal Ministry<br />

and call <strong>for</strong> second architectural competition.<br />

2004 Das Projekt der Architektengruppe<br />

SEIDEL THOMA KUMMER (Ulm, Deutschland)<br />

gewinnt den Architektenwettbewerb und wird mit<br />

der Detailplanung und Durchführung des Projektes<br />

beauftragt.<br />

Project proposal by group SEIDEL THOMA KUMMER<br />

(Ulm, Germany) wins the competition and is commissioned<br />

with detail planning and realization of the project<br />

2005 Spatenstich und Baubeginn<br />

Construction start<br />

2007 Eröffnung des ZMB<br />

Opening of the ZMB<br />

14 http://uni-graz.at


ZMB FAKTEN<br />

ZMB FACTS<br />

Universitätsbedienstete:<br />

06 Professoren<br />

08 DozentInnen<br />

09 Univ.-AssistentInnen<br />

21 Nicht-wissenschaftliches Personal<br />

University staff:<br />

06 Professors<br />

08 Associate professors<br />

09 Assistant professors<br />

21 Non-scientific personnel<br />

Universitätsprofessoren/Full professors<br />

Univ.-Prof. Dr. Kai-Uwe FRÖHLICH<br />

Univ.-Prof. Dr. Sepp Dieter KOHLWEIN<br />

Univ.-Prof. Dr. Christoph KRATKY<br />

Univ.-Prof. Dr. Frank MADEO<br />

Univ.-Prof. Dr. Joachim REIDL<br />

Univ.-Prof. Dr. Rudolf ZECHNER<br />

emUniv.-Prof. Dr. Gregor HÖGENAUER<br />

emUniv.-Prof. Dr. Fritz SPENER<br />

AoProfessoren, DozentInnen/Associate professors<br />

AoUniv.-Prof. Dr. Helmut BERGLER<br />

Univ.-Doz. Dr. Karl GRUBER<br />

AoUniv.-Prof. Dr. Walter KELLER<br />

AoUniv.-Prof. Dr. Günther KORAIMANN<br />

Priv.-Doz. Dr. Regina LEBER<br />

AoUniv.-Prof. Dr. Ulrike WAGNER<br />

Vertr.-Prof. Dr. Brigitte WINKLHOFER-ROOB<br />

AoUniv.-Prof. Dr. Ellen ZECHNER<br />

UniversitätsassistentInnen/Assistant professors<br />

UA Dr. Günter HÄMMERLE<br />

UA Barbara HEYNE, Dipl.-Biol.<br />

UA Dr. Achim LASS<br />

UA Dr. Klaus NATTER<br />

UA Dr. Monika OBERER<br />

UA Dr. Karina PREISS-LANDL<br />

UA Dr. Gerald RECHBERGER<br />

UA Dr. Georg WÄG<br />

UA Dr. Robert ZIMMERMANN<br />

http://uni-graz.at<br />

Foyer Aufenthaltsraum<br />

Social area<br />

Universitätspersonal/<br />

Technical and administrative staff<br />

Ing. Karin BISCHOF<br />

Eveline CHATZATOGLOU-HOFER, Fachoberinspektorin<br />

Franz DEXL<br />

Mag. Silvia DICHTINGER<br />

Ing. Gabriela GOGG-FASSOLTER<br />

Susanne HAEUSLER<br />

Martina HALBEDL<br />

Gerhild HARTER<br />

Astrid HERMANN<br />

Ing. Monika KHABIR<br />

Marianne LEITNER<br />

Daniela MACHER<br />

Winfried MOSLER<br />

Eva Tatjana MOZGA<br />

Lydia OPRIESSNIG<br />

Ulrike POTOCNIK<br />

DI Sandra RAFFL<br />

Regina SCHREINER<br />

Michele SPIRK<br />

Edith STURMANN<br />

Gertrude ZISSER<br />

DissertantInnen/PhD students (10/2007): 54<br />

Projektangestellte/project personnel (10/2007)<br />

PostDocs, DissertantInnen, technisches Personal: 60<br />

Laufende Forschungsprojekte/<br />

Current research funding (2007):<br />

9.6 Mio Euro<br />

Jährliches Drittmittel-Budget/<br />

annual external funding (2007):<br />

3.1 Mio Euro<br />

Publikationen der letzten fünf Jahre (Impakt Faktor)/<br />

Publications of the last five years (impact factor):<br />

228/1120<br />

Weitere In<strong>for</strong>mationen/further details:<br />

imb.uni-graz.at<br />

strubi.uni-graz.at<br />

hnmrc.uni-graz.at<br />

transdeath.uni-graz.at<br />

yeast.uni-graz.at<br />

Neue Labors<br />

New laboratories<br />

15


Das Reihen der Neu- und Bestandsbauten um den zentralen Körper<br />

EX_USU (aus der Erfahrung, durch Übung) verstärkt dabei<br />

die Imagination einer Ideenzelle als Knotenpunkt interner<br />

wie externer wissenschaftlicher Arbeit.<br />

The arrangement of new and old buildings around the central building<br />

EX_USU (from Latin: through experience, through practice)<br />

strengthens the idea of it being the junction between internal<br />

and external scientific research.<br />

DI Arch. Josef H. SEIDEL<br />

DI Arch. Hermann THOMA<br />

DI Arch. Roland KUMMER<br />

16 http://uni-graz.at


ZMB<br />

Center <strong>for</strong> Molecular Biosciences<br />

ZMB Grundriss<br />

ZMB Groundplan<br />

http://uni-graz.at<br />

17


Neu- und Bestandsbauten<br />

New and existing buildings<br />

STÄDTEBAULICHE ASPEKTE<br />

Drei biomorphe, kompakte, unterschiedlich große Volumen<br />

lassen differenzierte Außenräume zwischen Neubau und<br />

Bestand entstehen. Entspannt fügt sich das Ensemble in die<br />

umgebende städtebauliche Situation ein. Es zitiert den Campusgedanken<br />

als Ausdruck der Eigenständigkeit der Fakultät, bzw.<br />

des Zentrums in der Universitätsstruktur. Die Gruppierung<br />

der Kubaturen ist in der Lage, neue Bewegungsrichtungen in<br />

bzw. durch das Ensemble und damit auch der Umgebung zu<br />

<strong>for</strong>mulieren ohne vorhandene räumliche Qualitäten zu verlieren.<br />

Durchwegungsströme umspülen die Baukörper.<br />

Das Ensemble schafft Orte der Ruhe und der Blicke. Das<br />

Reihen der Neu- und Bestandsbauten um den zentralen Körper<br />

EX_USU (aus der Erfahrung, durch Übung) verstärkt dabei die<br />

Imagination einer Ideenzelle als Knotenpunkt interner wie<br />

externer wissenschaftlicher Arbeit. Er beinhaltet den Hörsaal,<br />

die Seminarräume, die gemeinschaftlich genutzte Bibliothek<br />

sowie das öffentlich zugängliche Café. Der Körper schafft eine<br />

Schnittstelle zwischen Öffentlichkeit, Lehre und Forschung.<br />

Er wird von Architekturstudenten aus aller Welt zu Lehrzwecken<br />

besucht.<br />

FASSADE<br />

„Durchwegungsströme“<br />

Flow of air and motion<br />

Das äußere Erscheinungsbild des Gebäudekomplexes wird<br />

durch Sonnenschutzlamellen aus Glas geprägt. Sie sind<br />

geschosshoch auf der kompletten Fassade montiert. Die<br />

Sonnenschutzlamellen ändern ihren Öffnungswinkel im Tagesverlauf<br />

je nach Sonnenstand. Zusätzlich kann der Nutzer individuellen<br />

Einfluss auf „seine“ Sonnenschutzlamellen nehmen, je<br />

nach persönlichen An<strong>for</strong>derungen diese öffnen oder schließen.<br />

So ergibt sich ein variantenreiches Spiel von geöffneten, halbgeöffneten<br />

und geschlossenen Lamellen. Der Blick wird auf die<br />

darunterliegende, farbintensive Fassade freigegeben.<br />

URBAN PLANNING<br />

Three compact buildings with varied sizes create sophisticated<br />

spaces between new and existing structures. The group of<br />

b uildings blends well into the surroundings. The proximity of the<br />

buildings creates a feeling of a campus and demonstrates the<br />

self-reliance of the faculty. With its specific shape the complex<br />

creates new directions <strong>for</strong> movement along and through the<br />

arrangement of buildings without losing the existing spatial<br />

qualities. Flowing motions wash around the buildings.<br />

The buildings create space <strong>for</strong> silence. Visitors are encouraged<br />

to seek different perspectives from different angles and to<br />

search <strong>for</strong> different viewpoints. The arrangement of new and<br />

old buildings around the central building EX_USU (from Latin:<br />

through experience, through practice) strengthens the idea<br />

of it being the junction between internal and external scientific<br />

activity. It contains an auditorium, lecture rooms, the library<br />

and a public café – the hub where the public, teaching and<br />

research converge.<br />

FACADE<br />

The external views of the building are dominated by vertical<br />

glass-louvres, which function as a sun-shading device. The<br />

louvers extend to the same height as the buildings’ floors and<br />

are mounted all around the exterior. To protect well, the louvers<br />

pivot and follow the course of the sun. As an option, people<br />

working in the building can change the setting of their<br />

“personal” louvers by opening and closing them individually.<br />

The appearance of the facade changes and the richly coloured<br />

cladding appears behind the louvers.<br />

18 http://uni-graz.at


PROJEKTABLAUF<br />

April 2004 Wettbewerbsentscheidung<br />

1. Preis ARGE ZMB Graz<br />

SEIDEL THOMA KUMMER<br />

Mai 2004 Beginn der Planung<br />

Juli 2004 Abschluss Vorentwurf<br />

Sept. 2004 Abschluss Entwurf<br />

Okt. 2004 Einreichung (Baugesuch)<br />

Jan. 2005 Rohbauausschreibung<br />

2005/2006 alle weiteren Ausschreibungen Bau/Ausbau<br />

Juni 2005 Offizieller Spatenstich<br />

Juli 2005 Beginn Rohbau<br />

Dez. 2006 Ende Ausbau<br />

Juli 2007 Ende Laboreinrichtung/Möblierung<br />

Aug. 2007 Bezug durch den Nutzer<br />

Okt. 2007 Beginn des Wintersemesters 2007/2008<br />

Nutzfläche: ca.11.500 m 2<br />

Nettogeschossfläche gesamt ca. 18.200 m 2<br />

Bruttogeschossfläche gesamt 20.500 m 2<br />

Bruttorauminhalt gesamt ca. 84.250 m 3<br />

Bebaute Fläche ca. 3.000 m 2<br />

Errichtungskosten <strong>für</strong> alle Gebäudeteile ca. 31 Mio. Euro<br />

Kosten <strong>für</strong> Einrichtung und Ausstattung Labor bisher<br />

ca. 5 Mio. Euro<br />

ECKDATEN ROHBAU<br />

Erdaushub 40.000 m 3<br />

Stahlbeton 15.000 m 3<br />

Schalung Wände, Decken 40.000 m 2<br />

ECKDATEN AUSBAU<br />

Fläche Estrich 10.500 m 2<br />

Fläche Sonnenschutzlamellen 5.600 m 2<br />

ECKDATEN TECHNIK<br />

(in den Bauteilen KFUG und EX_USU)<br />

Elektro-Kabellänge ca. 300.000 m<br />

Haustechnikleitungen ca. 22.500 m<br />

Abwasserleitungen ca. 3.400 m<br />

Luftkanal, rund ca. 8.200 m<br />

Luftkanal, eckig ca. 7.700 m<br />

http://uni-graz.at<br />

Fassade im Gegenlicht<br />

Facade against back-light<br />

SCHEDULE OF THE PROJECT<br />

April 2004 Competition<br />

1st Prize ARGE ZMB Graz<br />

SEIDEL THOMA KUMMER<br />

May 2004 Planning begins<br />

July 2004 Preliminary Design<br />

Sept. 2004 Final Design<br />

Oct. 2004 Development Application<br />

Jan. 2005 Contract bids: Structure<br />

2005/2006 Contract bids: Construction, Interior<br />

June 2005 Ground-breaking ceremony<br />

July 2005 Shell construction<br />

Dec. 2006 Finished Building<br />

July 2007 Furnishing of lab facilities finished<br />

Aug. 2007 User moves in<br />

Oct. 2007 Begin of winter semester 2007/2008<br />

Floor space: ca.11.500 m 2<br />

Total net floor space: ca. 18.200 m 2<br />

Total gross floor space 20.500 m 2<br />

Total volume ca. 84.250 m 3<br />

Area overbuilt ca. 3.000 m 2<br />

Building costs <strong>for</strong> all buildings ca. 31 Mio. Euro<br />

Costs <strong>for</strong> furnishing and lab facilities so far ca. 5 Mio. Euro<br />

SHELL CONSTRUCTION FACTS<br />

Excavation 40.000 m 3<br />

Rein<strong>for</strong>ced concrete 15.000 m 3<br />

Formwork walls, slabs 40.000 m 2<br />

CONSTRUCTION FACTS<br />

Floor pavement 10.500 m 2<br />

Sun-shading louvres 5.600 m 2<br />

HOUSING TECHNOLOGY<br />

(<strong>for</strong> the KFUG building and the EX_USU building)<br />

Electric cables ca. 300.000 m<br />

Pipes ca. 22.500 m<br />

Sewage pipes ca. 3.400 m<br />

Air ducts round ca. 8.200 m<br />

Air ducts rectangular ca. 7.700 m<br />

Sonnenschutzlamellen aus Glas<br />

Sun-shading louvres made of glass<br />

19


Die Mitglieder des ZMB streben Exzellenz in der Forschung an, was sich u.a.<br />

in zahlreichen nationalen und internationalen Forschungsprojekten manifestiert.<br />

Das derzeitige Finanzvolumen der laufenden eingeworbenen Forschungsprojekte<br />

beträgt mehr als 9,6 Mio Euro. 39 Diplomarbeiten werden derzeit von den<br />

23 wissenschaftlichen Universitätsangehörigen des ZMB betreut, und über<br />

60 DoktorandInnen, PostDocs und nichtwissenschaftliches Personal werden<br />

durch laufende Forschungsprojekte finanziert.<br />

Members of the ZMB are highly committed to excellence in research<br />

and are involved in numerous national and international projects,<br />

with a current funding volume of more than 9.6 Mio Euro. 39 diploma<br />

and 54 doctoral students are currently supervised by 23 faculty members<br />

of the ZMB, and over 60 PhD students, post docs and technical staff<br />

are employed through research grants at ZMB.<br />

Univ.-Prof.<br />

Dr. Sepp Dieter KOHLWEIN<br />

20 http://uni-graz.at


Topographische Aufnahme einer tierischen Zelle<br />

Topographical image of a labeled animal cell<br />

http://uni-graz.at<br />

Forschungs-Highlights<br />

Research Highlights<br />

national and international<br />

networks<br />

21


Fluoreszenzanfärbungen von Fettablagerungen in der Zelle<br />

Fluorescence labelling of fat deposition in a cell<br />

EU-FP7 Health (Largescale<br />

integrating project)<br />

LipidomicsNet:<br />

Lipid tröpfchen –<br />

dynamische Organellen<br />

<strong>für</strong> Fett speiche rung und<br />

-Freisetzung: angewandte<br />

biomedizinische Forschung<br />

humaner Fettstoffwechsel-<br />

Erkrankungen.<br />

Das Projekt zielt darauf ab,<br />

neueste technologische<br />

Entwicklungen der Lipidom-<br />

Forschung, wie zB. analytische<br />

Hochdurchsatzverfahren,<br />

anzuwenden, um neue<br />

Biomarker und potenzielle<br />

Wirkstoff-Targets <strong>für</strong> Erkrankungen<br />

des Fettstoffwechsels<br />

zu identifizieren. Das Projekt<br />

beschäftigt sich mit Lipid-<br />

Protein Wechselwirkungen<br />

und der Er<strong>for</strong>schung der<br />

Dynamik der Fettspeicherung<br />

und -Freisetzung in<br />

geeigneten Zelltypen, und ist<br />

spezifisch auf Lipidtröpfchen<br />

fokussiert, die eine zentrale<br />

und dynamische Rolle im<br />

Fettstoffwechsel spielen.<br />

EU-FP7 Health (Largescale<br />

integrating project)<br />

LipidomicsNet:<br />

Lipid droplets as dynamic<br />

organelles of fat deposition<br />

and release: Translational<br />

research towards human<br />

disease.<br />

This project aims at exploiting<br />

the recent developments in<br />

lipidomics technology to<br />

e stablish high throughput<br />

methods, to define drugable<br />

targets and novel biomarkers<br />

related to lipid composition.<br />

It studies lipid protein inter -<br />

actions and investigates the<br />

dynamics of fat deposition<br />

and release in relevant cells<br />

as a hallmark of energyo<br />

verload diseases with major<br />

health care impact worldwide.<br />

The project specifically aims<br />

at lipid droplets as dynamic<br />

organelles of fat deposition<br />

and turnover.<br />

Tierische Zelle (Fluoreszenz)<br />

Animal cell (Fluorescence)<br />

Im Rahmen des GEN-AU<br />

Projektes „GOLD –<br />

Genomics of Lipidassociated<br />

disorders“<br />

er<strong>for</strong>schen zehn österreichische<br />

Forschungsgruppen in<br />

Graz, Wien und Innsbruck<br />

seit 2002 die <strong>molekulare</strong>n<br />

Grundlagen von Fettleibigkeit<br />

und Fettstoffwechselstörungen.<br />

Ziel ist es, bislang<br />

unbekannte Gene und Gen -<br />

produkte, die <strong>für</strong> die zelluläre<br />

Aufnahme, Speicherung und<br />

Mobilisierung von Fetten<br />

verantwortlich sind, zu<br />

identifizieren und zu<br />

charakterisie ren. In diesem<br />

multidiszipli nären Projekt<br />

werden neu entdeckte Gene<br />

und Proteine von Hefe, Maus<br />

und Mensch bezüglich ihrer<br />

biochemischen Eigenschaften,<br />

ihrer physiologischen Funktion<br />

und ihrer Proteinstruktur<br />

aufgeklärt. Zudem werden<br />

genetische Varianten beim<br />

Menschen und deren medizinische<br />

Relevanz bei der<br />

Entstehung von Fettstoffwechselerkrankungenuntersucht.<br />

Die Identifizierung<br />

neuer „drug targets“ bildet<br />

die Grundlage zur gezielten<br />

Entwicklung neuer Medikamente<br />

<strong>für</strong> die Behandlung<br />

von Fettleibigkeit und deren<br />

Folgeerkrankungen.<br />

Hefezellen (Fluoreszenz)<br />

Yeast cells (Fluorescence)<br />

The GEN-AU project<br />

“GOLD – Genomics of<br />

Lipid-associated disorders”<br />

comprises ten research<br />

teams in Graz, Vienna, and<br />

Innsbruck and investigates<br />

the <strong>molecular</strong> basis of<br />

obesity and lipid-associated<br />

disorders. The consortium<br />

aims to identify and<br />

character ize yet unknown<br />

genes and gene products<br />

that are involved in the<br />

cellular uptake, storage,<br />

and mobilization of lipids.<br />

In a multidisciplinary<br />

approach newly identified<br />

genes and proteins from<br />

yeast, mouse, and human will<br />

be analyzed <strong>for</strong> biochemical<br />

properties, physiological<br />

function, and protein<br />

structure. Moreover, genetic<br />

variations in candi date<br />

genes and the association<br />

of these variations with<br />

lipid-associated disorders<br />

are being investigated. The<br />

identification of new targets<br />

may provide the basis <strong>for</strong><br />

the rational design of drugs<br />

<strong>for</strong> the treatment of obesity<br />

and related disorders.<br />

22 http://uni-graz.at


3D-Strukturen von Hefe-Mitochondrien<br />

3D-structure of yeast mitochondria<br />

Der Spezial<strong>for</strong>schungs -<br />

bereich (SFB) LIPOTOX ist<br />

ein Konsortium hochkarätiger<br />

Grazer Forschungsgruppen,<br />

die gemeinsam ein zentrales<br />

Thema untersuchen: Lipotoxizität.<br />

Unter Lipotoxizität<br />

versteht man die fehlgesteuerte<br />

Aufnahme, Produktion<br />

oder Aktivität von Fettsäuren<br />

und Lipiden, die zur Bildung<br />

(lipo)toxischer Substanzen<br />

führen, die Fehlfunktionen<br />

von Zellen und Geweben<br />

bewirken und im Zelltod<br />

enden können. Es werden<br />

jene metabolischen Vorgänge<br />

und <strong>molekulare</strong>n Mechanis -<br />

men er<strong>for</strong>scht, die durch lipotoxische<br />

Effektoren ausgelöst<br />

werden und die patholo -<br />

gische Basis verbreiteter<br />

Erkrankungen, wie zB. dem<br />

Metabolischen Syndrom,<br />

Typ-2 Diabetes und Athero -<br />

sklerose, darstellen. Durch<br />

den Einsatz moderner genomischer,<br />

proteomischer und<br />

lipidomischer Methoden<br />

sollen neue lipotoxische<br />

Stoffwechselwege entdeckt<br />

werden. An mutierten Mausund<br />

Hefemodellen werden<br />

<strong>molekulare</strong> Mechanismen<br />

untersucht, die zelluläre<br />

Dysfunktion und Zelltod<br />

bewirken können. Die<br />

gewonnenen Erkenntnisse<br />

können somit einen wichtigen<br />

Beitrag zur Auffindung neu -<br />

artiger Diagnose- und<br />

Behandlungsmethoden<br />

leisten.<br />

http://uni-graz.at<br />

The Joint Research Project<br />

SFB LIPOTOX is a highprofile<br />

research consortium<br />

in Graz that focuses on one<br />

common theme defined as<br />

the anomalous uptake,<br />

generation, and activity of<br />

lipid derivatives mediating<br />

adverse, “lipotoxic” effects<br />

including dysregulation of<br />

metabolic pathways, cell- and<br />

organelle dysfunction, and<br />

cell death. Molecular and<br />

cellular mechanisms activated<br />

by lipotoxic substances are<br />

investigated to identify the<br />

pathological basis of human<br />

disease, such as metabolic<br />

syndrome, type-2 diabetes,<br />

und atherosclerosis. Genomic,<br />

proteomic, and lipidomic<br />

technology will be utilized<br />

to discover novel lipotoxic<br />

pathways. Mutant mouse and<br />

yeast models will be analyzed<br />

to elucidate the mechanisms<br />

that cause the production of<br />

toxic lipid compounds, lead<br />

to cellular dysfunction, and<br />

induce apoptosis or other<br />

<strong>for</strong>ms of cell death.<br />

Findings will contribute to the<br />

identification of valid targets<br />

<strong>for</strong> diagnosis and disease<br />

intervention.<br />

Vakuolen<br />

Vacuoles<br />

Lipidomics Research Center<br />

LRC Graz ist eine Initiative,<br />

die 2006 von Mitgliedern des<br />

ZMB gegründet wurde, mit<br />

dem Ziel der gemeinsamen<br />

Entwicklung und Koordination<br />

von Forschungsprojekten und<br />

Infrastruktur im Bereich der<br />

Lipid- und Biomembran -<br />

<strong>for</strong>schung in Graz. Die LRC<br />

Platt<strong>for</strong>m umfasst derzeit<br />

ca. 30 unabhängige Arbeitsgruppen<br />

an 5 Forschungs-<br />

Institutionen (Universitäten,<br />

Österreichische Akademie der<br />

Wissenschaften, Joanneum<br />

Research). Ihre Ziele<br />

bestehen in der Initiation<br />

gemeinsamer Forschungsanträge<br />

<strong>für</strong> Netzwerkprojekte,<br />

der Koordination von An -<br />

schaffungen teurer apparativer<br />

Infrastruktur im Bereich<br />

der Lipidom-Forschung,<br />

sowie der Entwicklung und<br />

dem Austausch von Know-<br />

How. LRC Graz bildet einen<br />

Knoten in der Europäischen<br />

Lipidomics-Initiative<br />

(www.lipidomics.net) sowie<br />

im LipidomicsNet LSI Projekt<br />

(FP7) der Europäischen<br />

Union.<br />

Hefe-Organellen<br />

Yeast organells<br />

Lipidomics Research Center<br />

(LRC) Graz. Spearheaded<br />

by members of the ZMB,<br />

LRC is an initiative launched<br />

in 2006, to coordinate<br />

research activities and infrastructure<br />

developments in<br />

the field of lipid and bio -<br />

membrane research, among<br />

some 30 independent<br />

research groups at five<br />

research institutions in Graz<br />

(KFUG, MUG and TUG,<br />

the Austrian Academy of<br />

Sciences, Joanneum<br />

Research). The central<br />

objectives are to coordinate<br />

acquisition of state-of-the-art<br />

equipment exceeding the<br />

capacities of individual<br />

research institutions, to<br />

strengthen applications <strong>for</strong><br />

network project funding,<br />

and to facilitate training and<br />

technology transfer among<br />

research groups. LRC Graz<br />

is one of the nodes in the<br />

European Lipidomics Initiative<br />

(www.lipidomics.net) and<br />

the recently approved<br />

LipidomicsNet large-scale<br />

integrating project (FP7) of<br />

the European Union.<br />

23


Aktives Zentrum<br />

Active <strong>center</strong><br />

Der SFB F018 „Molekulare<br />

und Immunologische<br />

Strategien zur Prävention,<br />

Diagnose und Behandlung<br />

von Typ-I-Allergien“ ist ein<br />

Sonder<strong>for</strong>schungsbereich mit<br />

dem Ziel, medizinisch relevante<br />

Allergene zu charakterisieren<br />

und deren Verwendung<br />

in Diagnose und Therapie zu<br />

er<strong>for</strong>schen. Die Kenntnis der<br />

3D-Struktur von Allergenen<br />

ist unentbehrlich <strong>für</strong> die<br />

genaue Analyse von IgE-<br />

Epitopen. Daher ist das Ziel<br />

unseres Projektes die<br />

Strukturaufklärung von<br />

Haupt allergenen unserer<br />

Umwelt und das Design von<br />

hypo-allergenen Proteinen,<br />

die <strong>für</strong> die Entwicklung von<br />

Vakzinen verwendet werden<br />

können. Darüber hinaus<br />

entwickeln wir Methoden zur<br />

Vorhersage von kreuz-reaktiven<br />

Epitopen, basierend auf<br />

den Strukturen und immu -<br />

nologischen Daten von<br />

Umwelt- und Nahrungsmittel-<br />

Allergenen.<br />

Die Arbeitsgruppe Strukturbiologie<br />

ist mit ihrer Expertise<br />

in Strukturaufklärung und<br />

Biophysik als auswärtige<br />

Forschungsgruppe an diesem<br />

SFB beteiligt, der an der<br />

Medizinischen Universität<br />

Wien beheimatet ist.<br />

Fetttröpfchen in 3D<br />

Lipid droplets in 3D<br />

The SFB F018 “Molecular<br />

and Immunological<br />

Strategies <strong>for</strong> Prevention,<br />

Diagnosis and Treatment<br />

of Type I Allergies” is a<br />

Collaborative Research Center<br />

focused on the <strong>molecular</strong> and<br />

immunological characterization<br />

of medically important<br />

allergens and their use as<br />

diagnostic and therapeutic<br />

tools. The 3D structures of<br />

allergens are essential <strong>for</strong><br />

the precise analysis of<br />

IgE-epitopes. The aim of<br />

our project is the structure<br />

elucidation of major environmental<br />

allergens as a basis<br />

<strong>for</strong> rational design of hypo -<br />

allergenic derivatives <strong>for</strong><br />

vaccine development. In<br />

addition we are developing<br />

methods to predict crossreactive<br />

epitopes of environmental<br />

allergens and food<br />

allergens based on structural<br />

and immunological data.<br />

The structural biology<br />

research group is contributing<br />

expertise in structural and<br />

biophysical characterization<br />

of allergens to this SFB,<br />

which is <strong>center</strong>ed at the<br />

Medical University of Vienna.<br />

Proteinkristalle<br />

Protein crystals<br />

Kplus-AB: Das<br />

Forschungs<strong>zentrum</strong><br />

Angewandte Bio katalyse<br />

GmbH wird gemein sam von<br />

der Technischen Universität<br />

Graz, der Karl-Franzens<br />

Universität sowie der Universität<br />

<strong>für</strong> Bodenkultur, Wien,<br />

und Joanneum Research<br />

betrieben. Die Finanzierung<br />

erfolgt durch das Kplus<br />

Programm der<br />

Forschungsförderungs -<br />

gesellschaft FFG der Österreichischen<br />

Bundesregierung,<br />

das Land Steiermark und<br />

die Steirische Wirtschafts -<br />

förderungsgesellschaft SFG.<br />

Darüber hinaus sind industrielle<br />

Partner, wie z.B. DSM,<br />

Henkel und BASF an der<br />

Projektfinanzierung beteiligt.<br />

Die Gruppe „Strukturbiologie“<br />

des ZMB spielt eine zentrale<br />

Rolle im Zentrum durch die<br />

Aufklärung von Struktur-<br />

Funktions-Beziehun gen von<br />

industriell genutzen Enzymen<br />

<strong>für</strong> umweltschonende bio -<br />

katalytische Re aktionen. Die<br />

bearbeiteten Projekte zielen<br />

darauf ab, die <strong>molekulare</strong>n<br />

Eigenschaften von Enzymen<br />

aufzuklären, und aufbauend<br />

auf diesen Erkenntnissen<br />

Enzyme mit verbesserten<br />

Eigenschaften <strong>für</strong> Synthesen<br />

im industriellen Maßstab zu<br />

entwickeln.<br />

Hefezellen<br />

Yeast cells<br />

Kplus-AB: The Research<br />

Centre Applied Biocatalysis<br />

GmbH is jointly owned by<br />

Graz University of Technology,<br />

the University of Graz,<br />

the University of Natural<br />

Resources and Applied Life<br />

Sciences, Vienna and<br />

Joanneum Research.<br />

Funding is provided through<br />

the Kplus program of the<br />

Austrian federal government<br />

by the FFG, the Province of<br />

Styria, and Steirische Wirtschaftsförderungsgesellschaft<br />

SFG as well as by industrial<br />

partners (e.g. DSM, Henkel,<br />

BASF). The structural biology<br />

group at ZMB plays a pivotal<br />

role in this <strong>center</strong> providing<br />

knowledge on structurefunction<br />

relationships of<br />

enzymes employed in<br />

industrial processes. The<br />

projects aim at understanding<br />

enzyme properties on a<br />

<strong>molecular</strong> level and at<br />

exploiting structural knowledge<br />

to rationally design<br />

enzyme variants optimized<br />

<strong>for</strong> their utilization as catalysts<br />

in organic syntheses.<br />

24 http://uni-graz.at


Zonen des bakteriellen Gentransfers<br />

Zones of bacterial gene transfer<br />

EU STREP “TransDeath” –<br />

Programmierter Zelltod in<br />

Eukaryonten: Wie jüngste<br />

Forschungsergebnisse zeigen,<br />

kommt Apoptose (programmierter<br />

Zelltod) nicht nur<br />

bei Tieren vor. Außerdem<br />

existieren offenbar mehrere<br />

programmierte und daher<br />

regulierte Wege zum Zelltod.<br />

Das TransDeath-Projekt<br />

untersucht die grund -<br />

legenden konservierten<br />

Mechanismen der Apoptose,<br />

und das <strong>molekulare</strong> und<br />

zelluläre Geschehen bei<br />

alternativen Zelltodtypen.<br />

Die Untersuchungen<br />

umfassen Organismen aus<br />

den verschiedensten<br />

eukaryontischen Königreichen,<br />

mit der Absicht, diese<br />

Todes<strong>for</strong>men beim Menschen<br />

zu verstehen. Forschungsziele<br />

sind die Charakterisierung<br />

von Regulatorgenen und<br />

Auslösern, und die Etablierung<br />

von genetischen und<br />

funktionellen Modellen der<br />

Evolution des programmierten<br />

Zelltodes.<br />

Das TransDeath-Konsortium<br />

umfasst 9 Forschungsgruppen<br />

aus 7 Ländern,<br />

die den Zelltod an 6<br />

verschiedenen Eukaryonten<br />

unter suchen (Menschen,<br />

Pflanzen, Würmer, Hefe,<br />

Schleimpilze, Pilze).<br />

http://uni-graz.at<br />

EU STREP “TransDeath” –<br />

Programmed cell death<br />

across the eukaryotic<br />

kingdoms<br />

Recent research revealed that<br />

apoptosis is not restricted to<br />

animals, and that additional<br />

strategies <strong>for</strong> programmed<br />

cell death (PCD) exist.<br />

The TransDeath project<br />

focuses on the fundamental,<br />

evolutionarily conserved<br />

mechanisms of apoptosis,<br />

and on <strong>molecular</strong> and cellular<br />

events of alternative death<br />

types. The main approach<br />

is across the eukaryotic<br />

kingdoms, aiming at understanding<br />

these types of cell<br />

death in humans. Goals<br />

include characterization of<br />

genes and events controlling<br />

the different PCD types, and<br />

e stablishing genetic and<br />

functional models of PCD<br />

evolution.<br />

The TransDeath consortium<br />

consists of 9 research groups<br />

from 7 countries researching<br />

cell death in 6 different<br />

eukaryotic kingdoms<br />

(humans, plants, worms,<br />

yeast, slime molds, fungi).<br />

Koordinierte Bewegung von Bakterien<br />

Coordinated movement of bacteria<br />

Nationales Forschungs -<br />

netzwerk: Proliferation,<br />

Differenzierung und Zelltod<br />

während des zellulären<br />

Alterns<br />

Hauptziel des nationalen<br />

Forschungsnetzwerks<br />

(NRN 93, FWF) ist die<br />

Aufklärung der <strong>molekulare</strong>n<br />

Mechanismen des Alterns auf<br />

zellulärer Ebene. Schwerpunkt<br />

ist die Rolle von oxidativem<br />

Schaden und programmier -<br />

tem Zelltod beim zellulären<br />

Altern. Das zentrale Konzept<br />

des Netzwerks ist die<br />

Verknüpfung „einfacher“<br />

Modellorganismen mit<br />

Studien an menschlichen<br />

Zellen und an Mäusen.<br />

In Hefe werden Alters- und<br />

Zelltodregulatoren identifiziert,<br />

deren Rolle dann in mensch -<br />

lichen Zellen geprüft wird.<br />

Andererseits werden beim<br />

Altern von Mensch und Maus<br />

differentiell exprimierte Gene<br />

in der Hefe auf ihre Funktion<br />

bei Altern und Zelltod charakterisiert.<br />

Diese Strategie hat<br />

bereits zur Identifizierung<br />

mehrerer neuer Alters -<br />

regulatoren geführt.<br />

Das NRN besteht aus<br />

9 Forschungsgruppen in<br />

Innsbruck, Graz, Salzburg<br />

und Wien.<br />

National Research Network:<br />

Proliferation, Differentiation<br />

and Cell Death during<br />

Cellular Aging<br />

The major goal of this<br />

research network<br />

(NRN 93, FWF) is the<br />

elucidation of <strong>molecular</strong><br />

mechanisms underlying aging<br />

processes at the cellular level,<br />

particularly the role of<br />

oxidative damage and<br />

programmed cell death.<br />

A central concept is the<br />

combination of “simple”<br />

model organisms with studies<br />

on human cells and mice.<br />

Regulators of aging and<br />

cell death are identified in<br />

yeast and then tested <strong>for</strong><br />

their role in human cells.<br />

Complementarily, genes<br />

identified as differentially<br />

regulated during aging<br />

in humans or mice are<br />

functionally evaluated in<br />

yeast. Several novel regulators<br />

of cellular aging have already<br />

been identified with this<br />

strategy.<br />

The NRN consists of<br />

9 research groups in<br />

Innsbruck, Graz, Salzburg<br />

and Vienna.<br />

25


Der Erfolg eines Lehrers<br />

misst sich am Erfolg seiner<br />

SchülerInnen.<br />

The success of a teacher<br />

is measured by the success<br />

of her students.<br />

Spannende Zeiten<br />

<strong>für</strong> Doktoratsstudierende<br />

am ZMB!<br />

All in all,<br />

it’s an exciting time<br />

<strong>for</strong> PhD students at the ZMB.<br />

Univ.-Prof.<br />

Dr. Günther KORAIMANN<br />

Univ.-Prof.<br />

Dr. Ellen ZECHNER<br />

26 http://uni-graz.at


Modellierung der Substratbindung in einem Enzym<br />

Modeling substrate binding in an enzyme<br />

http://uni-graz.at<br />

NaWi<br />

Curricula<br />

27


NAWI CURRICULA<br />

CURRICULA<br />

IN DEN MOLEKULAREN BIOWISSENSCHAFTEN<br />

Der Lehre kommt am ZMB neben der Forschung höchste<br />

Priorität zu. Neue Bachelor- und Master-Studien in den<br />

Molekularen und Technischen Biowissenschaften werden<br />

im Rahmen von NAWI Graz gemeinsam mit der Technischen<br />

Universität Graz angeboten. NAWI Graz zielt auf eine gemeinsame<br />

Nutzung der Ressourcen beider Universitäten ab, ein<br />

Projekt, das österreichweit durch seinen innovativen Charakter<br />

große Beachtung gefunden hat. Zu den neuen Curricula<br />

zählen das Bachelor-Studium Molekularbiologie sowie die<br />

Master-Studien Biochemie und Molekulare Biomedizin,<br />

Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie. Diese gemein -<br />

sam durchgeführten Curricula im Rahmen von NAWI Graz<br />

bieten ein attraktives Angebot moderner Studien und bieten<br />

die Grundlage <strong>für</strong> ein breites Spektrum an Berufsmöglichkeiten<br />

in der akademischen oder industriellen Forschung, Produktion<br />

und Qualitätssicherung, in der Chemie, im Pharma-Bereich<br />

und Biotechnologie, Umweltschutz, biomedizinische Forschung<br />

und Diagnostik.<br />

CURRICULA<br />

IN MOLECULAR BIOSCIENCES<br />

Hörsaal<br />

Lecture hall<br />

Teaching, in a highly active research environment, is a top<br />

priority at the ZMB. New bachelor and master studies in<br />

Molecular and Technical Biosciences have recently been<br />

implemented, as part of the NAWI Graz initiative, together<br />

with institutes at the Graz University of Technology. A primary<br />

aim of NAWI Graz has been to conduct joint studies in natural<br />

sciences between the two universities. The project earned<br />

much recognition in Austria due to its highly innovative<br />

character. A new curriculum at the bachelor’s level is offered<br />

in Molecular Biology. Students may further specialize at the<br />

master’s level in Biochemistry and Molecular Biomedicine,<br />

Molecular Microbiology, or Biotechnology. These curricula offer<br />

an attractive spectrum of up-to-date studies, providing a solid<br />

basis <strong>for</strong> job opportunities in academic or industrial research,<br />

production and quality control, chemistry, pharmaceutical<br />

development and biotechnology, environmental and medical<br />

research and diagnostics.<br />

28 http://uni-graz.at


Koordinierte Bewegung von Bakterienzellen<br />

Coordinated movement of bacterial cells<br />

http://uni-graz.at<br />

Higher education –<br />

doctoral programs<br />

29


Studentische Präsentationen von Forschungsergebnissen<br />

Student´s presentation of research data<br />

DK MOLEKULARE ENZYMOLOGIE<br />

Der Österreichische Fonds zur Förderung der Wissenschaft -<br />

lichen Forschung (FWF) hat das Förderinstrument Doktoratskolleg<br />

(DK) eingeführt, um die Verbesserung der Doktorats -<br />

ausbildung an Österreichischen Universitäten zu beschleunigen.<br />

DKs stellen eine Projektförderung dar, die in einem hoch<br />

kompetitiven Verfahren an Konsortien von herausragenden<br />

Forscherinnen und Forschern vergeben wird. Das DK Molekulare<br />

Enzymologie war das erste Projekt dieser Art in Graz und<br />

wird bis 2016 laufen. Sechs Mitglieder des ZMB sind Projekt -<br />

leiterinnen bzw. Projektleiter, inkl. der Projektkoordinatorin<br />

Dr. Ellen Zechner. Das Konsortium umfasst Forschergruppen<br />

mehrerer Institute der KFUG und der TUG und wird sehr stark<br />

durch beide Universitäten sowie NAWI Graz unterstützt.<br />

Fast 600 Studierende aus 32 Ländern haben sich <strong>für</strong> Stellen<br />

im Rahmen des DK Programms bisher beworben; davon<br />

wurden 14 hervorragende österreichische und 17 internationale<br />

Studierende <strong>für</strong> das Programm ausgewählt. Neun dieser<br />

DoktoratskandidatInnen werden am ZMB ausgebildet.<br />

Das DK zielt darauf ab, den Studierenden in einem hervorragenden<br />

Forschungsumfeld Fähigkeiten als WissenschafterInnen,<br />

sowie fundierte Karriereentscheidungen zu vermitteln und sie<br />

auf die Verantwortung als ForschungsleiterInnen vorzubereiten.<br />

Unsere Trainingsinitiativen beschränken sich jedoch nicht<br />

nur auf DK-Studierende sondern auf alle Studierende der<br />

Molekularen Biowissenschaften.<br />

DK Studenten und Professoren, Oktober 2007<br />

DK students and teachers in October 2007<br />

DK MOLECULAR ENZYMOLOGY<br />

The Austrian Science Fund (FWF) has adopted the funding<br />

instrument Doktoratskolleg (DK) as a means to accelerate<br />

improvements in doctoral training offered at Austrian<br />

universities. DKs are competitive grants awarded to a<br />

consortium of faculty with strong research records. The DK<br />

Molecular Enzymology was the first grant of this kind to be<br />

awarded in Graz and will continue until 2016. Six ZMB faculty<br />

are members of this DK including the program’s coordinator,<br />

Dr. Ellen Zechner. The consortium of faculty integrates research<br />

groups from several institutes of the KFUG and the TUG.<br />

The project is strongly supported by both universities and<br />

NAWI Graz. Nearly 600 young people from 32 countries have<br />

applied <strong>for</strong> positions linked to the Molecular Enzymology<br />

t raining program. Thus far 14 excellent Austrian and 17 inter -<br />

national students have been recruited. Nine are trained at<br />

the ZMB. The DK aims to ensure an excellent research<br />

e nvironment, to help students gain research related skills,<br />

make better-in<strong>for</strong>med career decisions and prepare them <strong>for</strong><br />

future responsibilities as research leaders. Our training initiatives<br />

aim to benefit directly not only DK students but to impact all<br />

students in the <strong>molecular</strong> biosciences.<br />

30 http://uni-graz.at


DOKTORATSSTUDIEN<br />

DOCTORAL PROGRAMS<br />

DOKTORATSSTUDIEN<br />

Die Organisation von Doktoratsstudien steht europaweit in<br />

einem dynamischen Entwicklungsprozess. Die Re<strong>for</strong>men<br />

betreffen sowohl eine Vereinheitlichung des Doktoratstrainings<br />

auf zumindest drei Jahre sowie eine Stärkung der wissenschaftlichen<br />

Komponente der Doktorarbeit. An der KFU Graz nimmt<br />

das ZMB eine Führungsposition in diesem Entwicklungsprozess<br />

ein: dies betrifft zum einen das DK Molekulare Enzymologie<br />

als auch die Leitung der Doktoratsschule <strong>für</strong> Molekulare<br />

Biowissenschaften und Biotechnologie. Diese Doktoratsschule<br />

umfasst mehr als 200 UniversitätslehrerInnen und Studierende<br />

an verschiedenen Instituten der KFUG und der TUG. Unter<br />

dem Motto „exzellente Doktoratsausbildung durch exzellente<br />

Forschung“ wird dabei besonders auf die Qualität des<br />

Forschungsumfelds geachtet. Das Programm hat sich zum Ziel<br />

gesetzt, die Interdisziplinarität des Trainings sowie die inter -<br />

nationale Mobilität sowohl durch Rekrutierung aus ländischer<br />

Studierender als auch durch die Förderung von Auslands -<br />

aufenthalten zu <strong>for</strong>cieren. Die laufende Überprüfung des<br />

wissenschaftlichen Fortschritts erfolgt durch inter-institutionelle<br />

und inter-universitäre Komitees. Konkrete Maßnahmen tragen<br />

dazu bei, die Tiefe und Vielfalt von spezifischen Lehrinhalten zu<br />

verbessern. Durch ein breites Angebot an Intensiv-Workshops<br />

über ethische, persönliche und wissenschafts-relevante<br />

Fähigkeiten, die zur Entwicklung einer erfolgreichen Wissenschaftskarriere<br />

beitragen sollen, hat das ZMB in Graz einmal<br />

mehr bei der Ausbildung junger Studierender einen neuen<br />

Standard gesetzt.<br />

http://uni-graz.at<br />

Schwerpunkt: Lichtmikroskopie<br />

Focus on: Microscopy<br />

DOCTORAL STUDIES<br />

Schwerpunkt: Analytik<br />

Focus on: Analytics<br />

The organization of doctoral education is in a dynamic state<br />

of change across Europe. Re<strong>for</strong>ms include standardizing the<br />

length of training to at least 3 years and strengthening the<br />

component of original research. At the University of Graz,<br />

the ZMB is taking a leadership role in doctoral studies not only<br />

by coordinating the DK Molecular Enzymology but also by<br />

directing the Doctoral School of Molecular Biosciences and<br />

Biotechnology. This doctoral school comprises over 200 faculty<br />

and students from several institutes at the KFUG and the TUG.<br />

Based on the premise that excellence in doctoral training<br />

depends on excellence in research we place a heavy emphasis<br />

on the quality of the research environment. The program strives<br />

to broaden the interdisciplinary nature of training, and to<br />

increase international mobility both in recruiting students and<br />

in facilitating research stays abroad. Supervision of thesis work<br />

is expanded to inter-institutional and inter-university faculty<br />

teams. Concrete steps have been taken to improve the depth<br />

and variety of instruction. The ZMB has set precedence in Graz<br />

<strong>for</strong> training young scientists by offering intensive workshop<br />

programs in ethical, personal, and professional research-related<br />

skills essential to their development as future research leaders.<br />

31


Im Jahre 1967 stellte der Oberste Sanitätsrat<br />

der Vereinigten Staaten, William H. Stewart fest,<br />

es sei „ .... Zeit, das Buch über Infektionskrankheiten zu schließen<br />

und den Krieg gegen Seuchen als endgültig gewonnen zu erklären .... .“<br />

Vierzig Jahre später sind wir von einem Sieg in diesem Kampf<br />

weit entfernt.<br />

In 1967, the Surgeon General of the United States,<br />

William H. Stewart claimed it was “Time to close the book<br />

on infectious diseases, declare the war on pestilence won... .”<br />

Forty years later, we are far from winning that war.<br />

Univ.-Prof.<br />

Dr. Joachim REIDL<br />

32 http://uni-graz.at


Ausschwärmen von Bakterien auf einer Oberfläche<br />

Bacterial surface swarming<br />

http://uni-graz.at<br />

Forschungs-schwerpunkte<br />

Research topics<br />

33


ARBEITSGRUPPEN WORKING TEAMS<br />

Günther KORAIMANN<br />

Joachim REIDL<br />

Ellen ZECHNER<br />

BAKTERIELLE INFEKTIONSBIOLOGIE<br />

Durch vermehrte Reiseaktivitäten sind bakterielle Infektionskrankheiten<br />

auf dem Vormarsch und stellen ein besorgnis -<br />

erregendes Gefährdungspotenzial <strong>für</strong> den Menschen dar.<br />

Einer der Faktoren zur Beschleunigung dieser Entwicklung<br />

ist die einhergehende, sich rasch ausbreitende Antibiotika -<br />

resistenzbildung bei pathogenen Bakterien. Diese Resistenzen<br />

können leicht weitergegeben werden, da die Bakterien im<br />

Laufe der Evolution sehr effiziente Übertragungsmechanismen<br />

entwickelt haben. Zusätzlich passen sich pathogene Bakterien<br />

sehr schnell an wechselnde Wirtsbedingungen an und besitzen<br />

ein großes Repertoire an <strong>molekulare</strong>n Mechanismen und<br />

Virulenzfaktoren. Die Infektionsgruppen am ZMB beschäftigen<br />

sich mit den <strong>molekulare</strong>n Mechanismen der Adaptation,<br />

Kolonisierung und Persistenz einiger relevanter Erreger <strong>für</strong><br />

Mensch, Tier und Pflanzen. Um die Infektionsmechanismen<br />

besser verstehen zu können werden verschiedene Interaktionsmechanismen<br />

zwischen Wirt und Erreger, infektionsrelevante<br />

Stoffwechselwege und Strukturen der bakteriellen Oberfläche<br />

studiert. Ein Forschungsschwerpunkt dient beispielsweise der<br />

Charakterisierung von Transportmechanismen, welche die<br />

Bakterien zur Verbreitung von Antibiotikaresistenz- und<br />

Virulenzfaktoren benützen. Die <strong>molekulare</strong> Charakterisierung<br />

dieser Transportmechanismen und bakteriellen Oberflächenstrukturen<br />

sind von zentraler Bedeutung und werden <strong>für</strong> die<br />

Entwicklung neuer antibakterieller Therapien in der Zukunft<br />

wichtig sein.<br />

WEBSITES:<br />

http://www.uni-graz.at/guenther.koraimann/<br />

http://www.uni-graz.at/ellen.zechner/<br />

http://www.uni-graz.at/joachim.reidl/<br />

Tierische Zelle in Kultur<br />

Animal cultured cell<br />

BACTERIAL PATHOGENESIS<br />

Bakterien auf tierischer Zelle<br />

Bacteria attached to animal cells<br />

Infectious disease due to bacterial pathogens is a growing<br />

c hallenge to human health. The severity of the problem is<br />

multiplied by a continuous increase in antibiotic resistance<br />

within the microbial world. Resistance spread among bacteria<br />

occurs frequently because of the many processes that bacteria<br />

have evolved to mobilize genes from one bacterium to another.<br />

Moreover, pathogenic bacteria adapt very effectively to<br />

c hallenging environmental changes such as a host immune<br />

response or antibiotic action. Research in the Bacterial<br />

Pathogenesis Groups of the ZMB analyzes the <strong>molecular</strong><br />

mechanisms underlying optimal growth, adaptation,<br />

colonization, and persistence of pathogens that infect<br />

humans, animals and plants. To understand the outcome of<br />

pathogen–host interactions our research focuses on metabolic<br />

pathways and structural features of the cell surface. In the latter<br />

category, we pay particular attention to the macro<strong>molecular</strong><br />

transport systems that enable bacteria to export virulence<br />

factors as well as antibiotic resistance genes. Molecular<br />

c haracterization of adaptive processes and surface exposed<br />

structures may in turn provide alternative targets <strong>for</strong> anti -<br />

bacterial therapies in the future.<br />

34 http://uni-graz.at


ARBEITSGRUPPEN WORKING TEAMS<br />

STRESS, ZELLALTERN UND PROGRAMMIERTER ZELLTOD<br />

Die Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae ist ein einzelliger<br />

Eukaryot mit relativ kleinem Genom, das leicht untersuchbar<br />

und manipulierbar ist. Die meisten Bestandteile grundlegender<br />

zellulärer Funktionen sind zwischen Hefe und menschlichen<br />

Zellen konserviert, daher ist Hefe ein exzellenter Modellorganismus<br />

<strong>für</strong> die Untersuchung komplexer Regulationsvorgänge.<br />

Wir setzen Hefe zur Untersuchung der grundlegenden<br />

Prinzipien von Apoptose, Alternsvorgängen und der Biogenese<br />

der Ribosomen ein, sowie zur Identifizierung wichtiger an<br />

diesen Vorgängen beteiligter Gene. Apoptose ist das zelluläre<br />

Selbstmordprogramm, in höheren Organismen unverzichtbar<br />

<strong>für</strong> die normale Entwicklung und zum Schutz des Organismus<br />

vor Krebs und Virusinfektionen. Wegen der Konservierung des<br />

apoptotischen Apparates können wir in Hefe nach Substanzen<br />

suchen, die den Todesprozess stimulieren oder hemmen,<br />

und so auch die Lebensdauer eines Organismus beeinflussen.<br />

Wie menschliche Zellen altert auch Hefe im Laufe der Zeit<br />

(chronologisches Altern) und durch wiederholte Zellteilung<br />

(replikatives Altern). Wir untersuchen konservierte zentrale<br />

Alternsregulatoren und Exekutoren, wie Mitochondrien,<br />

oxidativen Stress und Apoptose. Bemerkenswerterweise wurde<br />

der einzige bekannte universell konservierte Altersregulator,<br />

SIR2, zuerst in Hefe entdeckt. Ein weiterer Schwerpunkt<br />

unserer Arbeit sind Substanzen, die die Ribosomen-Biogenese<br />

beeinflussen.<br />

http://uni-graz.at<br />

Helmut BERGLER<br />

Kai-Uwe FRÖHLICH<br />

Frank MADEO<br />

WEBSITES:<br />

http://mikrobiologie.uni-graz.at/public/Bergler/Homepage/main.html<br />

http://transdeath.uni-graz.at/<br />

http://aaa-proteins.uni-graz.at/<br />

DNA-Bindeprotein<br />

DNA-binding protein<br />

STRESS, AGING AND APOPTOSIS<br />

Protein-Struktur<br />

Structure of a protein<br />

The baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae is a unicellular<br />

eukaryotic organism with a relatively small genome that is easily<br />

accessible to genetic manipulation. Most components of basic<br />

cellular functions are conserved between yeast and human<br />

cells. There<strong>for</strong>e, yeast are an excellent model organism to<br />

investigate complex regulatory processes. We use yeast cells<br />

to unravel the underlying principles of apoptosis, aging and<br />

ribosome biogenesis and to identify essential genes involved<br />

in these complex processes. Apoptosis is a cellular suicide<br />

program that has a vital role in normal development of multi -<br />

cellular organisms and acts protectively in cancer and viral<br />

infections. Since the basic apoptotic apparatus is conserved,<br />

we can screen yeast <strong>for</strong> drugs stimulating or inhibiting the<br />

death process and thus affect the life span of an organism.<br />

Like human cells, yeast age both over time (chronological<br />

aging) and by repeated cell division (replicative aging).<br />

We investigate the conserved central aging regulators and<br />

executors, as mitochondria, oxidative stress or apoptosis.<br />

Of note, the only established ubiquitously conserved aging<br />

regulator, SIR2, was originally discovered in yeast.<br />

Drugs affecting ribosome biogenesis, a process essential<br />

to organisms are another focus of our work.<br />

35


ARBEITSGRUPPEN WORKING TEAMS<br />

Günter HÄMMERLE<br />

Sepp Dieter KOHLWEIN<br />

Achim LASS<br />

Regina LEBER<br />

Klaus NATTER<br />

Gerald N. RECHBERGER<br />

MOLEKULARE MECHANISMEN<br />

DES LIPID- UND ENERGIESTOFFWECHSELS<br />

Lipide sind <strong>für</strong> alle Lebewesen als Energie-Substrate und<br />

Bestandteil biologischer Membranen von größter physiologischer<br />

Bedeutung. Die zentralen Forschungsthemen der Lipid-<br />

Arbeitsgruppen umfassen die Entdeckung der enzymatischen<br />

Mechanismen der Synthese und des Abbaus von Lipiden.<br />

Ein tief greifendes Verständnis dieser Prozesse ist deshalb so<br />

wichtig, weil Defekte und Fehlregulationen des Lipid- und<br />

E nergiehaushaltes bei der Entstehung der weltweit häufigsten<br />

Stoffwechselerkrankungen beteiligt sind, nämlich Fettleibigkeit,<br />

Diabetes und Atherosklerose.<br />

In mehreren Groß<strong>for</strong>schungsprojekten, wie dem SFB Bio -<br />

membranen und dem Österreichischen Genomprojekt GEN-AU,<br />

haben wir uns speziell mit Lipid-abbauenden Enzymen, so<br />

genannten Lipasen beschäftigt. Dabei ist uns die Entdeckung<br />

einer bislang unbekannten Lipase, der ATGL gelungen. Dieses<br />

Enzym initiiert den Fettabbau in Adipozyten (Fettzellen) und<br />

anderen Körperzellen und benötigt <strong>für</strong> diese Funktion einen<br />

ebenfalls von unserer Gruppe entdeckten Coaktivator, CGI-58.<br />

Genetisch modifizierte Mäuse, denen das Enzym und/oder der<br />

Coaktivator fehlen, zeigen schwere Stoffwechselstörungen<br />

und werden derzeit intensiv in unserem Labor untersucht.<br />

Lipid- und Energiestoffwechsel sind auf zellulärer Ebene hoch<br />

konserviert. Wir machen uns daher auch das einzellige Modellsystem<br />

Hefe zunutze, um grundlegende zelluläre Prozesse der<br />

Lipid- und Energiehomöostase zu analysieren und im Kontext<br />

der Lipid-assoziierten Erkrankungen zu verstehen.<br />

Im Rahmen eines neu bewilligten Großprojektes (SFB-Lipotox),<br />

das im Frühjahr 2007 gestartet wurde, untersuchen die Lipidgruppen<br />

am ZMB Enzyme, die an der Konversion von an sich<br />

physiologisch wichtigen Lipiden zu gefährlichen, krankheits -<br />

verursachenden Substanzen beteiligt sind. Die Studien lassen<br />

einerseits Schlüsse auf <strong>molekulare</strong> Ursachen Lipid-assoziierter<br />

krankhafter Veränderungen zu, und bieten andererseits inter -<br />

essante neue Ansatzpunkte <strong>für</strong> pharmakologische Intervention.<br />

WEBSITES:<br />

http://GOLD.uni-graz.at<br />

http://Lipotox.uni-graz.at<br />

http://lipidomics.uni-graz.at<br />

http://yeast.uni-graz.at<br />

http://HNMRC.uni-graz.at<br />

http://www.uni-graz.at/rudolf.zechner/<br />

http://www.uni-graz.at/sepp.kohlwein/<br />

Oksana TEHLIVETS<br />

Georg WÄG<br />

Brigitte WINKLHOFER-ROOB<br />

Heimo WOLINSKI<br />

Rudolf ZECHNER<br />

Robert ZIMMERMANN<br />

MOLECULAR MECHANISMS<br />

OF LIPID AND ENERGY METABOLISM<br />

Fettspeicherung in der Zelle<br />

Fat accumulation in a cell<br />

Lipids play an instrumental physiological role as energy<br />

sub strates, mediators in cell signaling pathways, and<br />

constituents of cell- and organelle biomembranes.<br />

The research activities of our laboratories focus on the<br />

enzymology of lipid synthesis and degradation. A detailed<br />

understanding of these processes is important because<br />

dysregulation of lipid and energy homeostasis is directly<br />

associated with many prevalent metabolic diseases such as<br />

obesity, diabetes, and atherosclerosis.<br />

Within the SFB Biomembranes and the Austrian genome<br />

project GEN-AU, we have specifically worked with lipases<br />

(lipid hydrolases) that affect the metabolism of plasma<br />

lipoproteins and the lipid metabolism in fat cells, muscle, and<br />

macrophages. A key finding of this work was the discovery<br />

of a previously unknown fat degrading enzyme called adipose<br />

triglyceride lipase (ATGL). This enzyme is responsible <strong>for</strong> the<br />

initial step of triacylglycerol hydrolysis in adipose and nonadipose<br />

tissues. ATGL requires an activator called CGI-58 <strong>for</strong><br />

full enzyme function. Transgenic and knock-out mouse models<br />

that overexpress or lack the enzyme and/or its activator are<br />

currently analyzed to elucidate the physiological role of the<br />

ATGL/CGI-58 complex in mammalian physiology. Lipid and<br />

energy homeostasis is remarkably conserved in the single cell<br />

model organism, yeast, which we exploit to understand the<br />

<strong>molecular</strong> and cellular regulation of lipid homeostasis, in<br />

comparison to mammalian systems.<br />

In addition, the lipid groups are involved in identifying and<br />

characterizing novel enzymes that modulate the generation or<br />

catabolism of lipid mediators, both in yeast and mouse model<br />

systems (funded by the SFB-Lipotox). The goal of these<br />

studies is to elucidate the enzymatic pathways behind the<br />

conversion of physiological lipid substrates into noxious<br />

(lipotoxic) compounds, which can cause cell dysfunction as<br />

well as cell death. These studies are expected to yield important<br />

insights into causes of lipid-associated disorders at the<br />

<strong>molecular</strong> level, and to provide novel avenues <strong>for</strong> developing<br />

drugs <strong>for</strong> pharmacological intervention.<br />

36 http://uni-graz.at


ARBEITSGRUPPEN WORKING TEAMS<br />

STRUKTURBIOLOGIE<br />

UND MOLEKULARE ENZYMOLOGIE<br />

Die strukturbiologischen Arbeitsgruppen beschäftigen sich<br />

mit der Bestimmung der dreidimensionalen Struktur von<br />

Proteinmolekülen. Die modernen Methoden der Röntgen -<br />

strukturanalyse sowie der magnetischen Kernresonanz-<br />

S pektroskopie erlauben es, die relative räumliche Anordnung<br />

aller Atome in einem Molekülverband sichtbar zu machen.<br />

Diese ungemein leistungsfähigen Methoden haben in den<br />

letzten zehn Jahren zu völlig neuen Einsichten über die<br />

<strong>molekulare</strong> Funktion sowie den <strong>molekulare</strong>n Mechanismus<br />

biologischer Makromoleküle geführt. Sie er<strong>for</strong>dern einen<br />

hohen instrumentellen Aufwand, der in Österreich nur an<br />

ganz wenigen Orten realisiert ist. Die Forschungsinteressen<br />

der strukturbiologischen Arbeitsgruppen beinhalten Enzyme<br />

mit einem B12-Cofaktor, biokatalytisch wichtige Enzyme,<br />

Enzyme des Lipidmetabolismus, Allergene sowie S-Layer<br />

Proteine.<br />

http://uni-graz.at<br />

Karl GRUBER<br />

Walter KELLER<br />

Christoph KRATKY<br />

Monika OBERER<br />

Ulrike WAGNER<br />

WEBSITES:<br />

http://strubi.uni-graz.at<br />

http://strubi.uni-graz.at/christoph.html<br />

http://strubi.uni-graz.at/karl.html<br />

http://strubi.uni-graz.at/moni.html<br />

http://strubi.uni-graz.at/ulrike.html<br />

http://strubi.uni-graz.at/walter.html<br />

Protein-Struktur<br />

Structure of a protein<br />

STRUCTURAL BIOLOGY<br />

AND MOLECULAR ENZYMOLOGY<br />

Protein-Struktur<br />

Structure of a protein<br />

The structural biology research groups are dealing with the<br />

elucidation of the three-dimensional structure of proteins.<br />

The methods of X-ray Crystallography and Nuclear Magnetic<br />

Resonance Spectroscopy (NMR) enable the visualization of the<br />

spatial positions of all atoms in a macromolecule. In the last<br />

decade these highly powerful methods have allowed <strong>for</strong> novel<br />

insights into the <strong>molecular</strong> functions and mechanisms of<br />

bio logical macromolecules and their assemblies. However both<br />

methods require a high degree of know-how and complex<br />

instrumentation, available only in a few laboratories in Austria.<br />

Main research interests of the structural biology groups include<br />

B12-dependent enzymes, enzymes important to biocatalysis,<br />

enzymes in lipid metabolism, allergens and bacterial S-layer<br />

proteins.<br />

37


SPONSOREN SPONSORS IMPRESSUM IMPRINT<br />

Bartelt Ges.m.b.H<br />

Graz, Austria<br />

Bio-Rad Laboratories Ges.m.b.H.<br />

Wien, Austria<br />

MBI Fermentas GmbH<br />

St.Leon-Rot, Germany<br />

Leica Microsystems Vertrieb GmbH<br />

Bensheim, Germany<br />

Olympus Austria GmbH<br />

Wien, Austria<br />

Servolab<br />

Graz, Austria<br />

Spectronex GmbH,<br />

Thermo Fisher Scientific<br />

Wien, Austria<br />

Universität Graz<br />

Fakultät <strong>für</strong> Naturwissenschaften<br />

der Universität Graz<br />

Herausgeber/Publisher:<br />

ZMB Zentrum <strong>für</strong> Molekulare Biowissenschaften<br />

Center <strong>for</strong> Molecular Biosciences (ZMB)<br />

Redaktion/Editors:<br />

Ellen ZECHNER und/and Sepp Dieter KOHLWEIN<br />

Grafische Gestaltung/Graphic Design:<br />

JAKELY+KÖNIGHOFER GesnbR, Graz<br />

Fotografie/Photos:<br />

ARGE Seidel Thoma Kummer, S./pp. 16, 17, 18, 19a<br />

FOTO FURGLER, S./pp. 6b, 20<br />

Karl GRUBER, S./pp. 24a, 24c, 27, 35, 37<br />

Dietmar JAKELY, S./pp. 3, 11, 19b<br />

Sepp D. KOHLWEIN, S./pp. 8, 21, 22, 23c, 23d, 24d, 26, 30,<br />

31, 32, 34a, 36<br />

Paul OTT, S./pp. 1, Allonge, 5, 7, 9, 12, 14, 15, 28, 40<br />

Andreas REISNER, S./pp. 25, 29, 33, 34b<br />

UNI GRAZ, S./p. 6a<br />

Heimo WOLINSKI, S./pp. 23a, 23b, 24b<br />

Reproarbeiten/Reprography:<br />

JAKELY+KÖNIGHOFER GesnbR, Graz<br />

REPROTEAM Graz<br />

Druck/Printed by:<br />

UNIVERSITÄTSDRUCKEREI KLAMPFER,<br />

St.Ruprecht an der Raab<br />

Printed in AUSTRIA<br />

Rechte der Texte bei den AutorInnen,<br />

der Fotos bei den FotografInnen./<br />

All text © lie with the authors,<br />

all photo © with the photographers.<br />

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Haupteingang<br />

Main entrance<br />

Graphic Design JAKELY+KÖNIGHOFER GesnbR, Graz


ZENTRUM FÜR MOLEKULARE BIOWISSENSCHAFTEN<br />

CENTER FOR MOLECULAR BIOSCIENCES<br />

Humboldtstraße 50<br />

A 8010 Graz, AUSTRIA<br />

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phone ++43 316 380 1900

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