Die Universität Freiburg im Exzellenzwettbewerb

In der ersten Förderlinie der Exzellenzstrategie haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Freiburg und weiterer Partnerinstitutionen die Cluster CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies und livMatS – Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems eingeworben. Die neuen Exzellenzcluster haben zum 1. Januar 2019 ihre Arbeit aufgenommen.

In den beiden vorherigen Runden der Exzellenzinitiative war die Universität Freiburg mit dem Cluster BIOSS – Centre for Biological Signalling Studies und der Spemann Graduiertenschule für Biologie und Medizin (SGBM) erfolgreich. In der zweiten Runde überzeugte sie darüber hinaus mit dem Cluster BrainLinks-BrainTools und in der ersten mit ihrem Zukunftskonzept, in dem ihr internationales Forschungskolleg Freiburg Institute for Advanced Studies (FRIAS) eine zentrale Stellung einnahm.

Exzellenzstrategie

CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies

Wie stimmen 30 Billionen Zellen ihre Entwicklung und Funktion aufeinander ab, um gemeinsam einen gesunden menschlichen Organismus zu bilden und zu erhalten? Im Cluster CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies haben sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit dem Ziel zusammengeschlossen, diese biologische Kommunikation auf allen Ebenen umfassend zu verstehen: von einzelnen Molekülen bis hin zum gesamten Organismus, von biochemischen Reaktionen, die in Mikrosekunden ablaufen, bis hin zu biologischen Signalen, die eine Lebensspanne andauern, von den Kommunikationsprozessen in einfachen, einzelligen Pilzen bis hin zu denen in Pflanzen, Tieren und Menschen.

Doch CIBSS-Forscherinnen und -Forscher wollen nicht nur die biologische Kommunikation verstehen, sie wollen auch mitreden: Um Kommunikationssignale für bestimmte Anwendungen zu kontrollieren oder fehlerhafte Kommunikationssignale etwa bei Krankheiten zu korrigieren, werden sie daher neue Präzisionstechnologien aus der synthetischen und chemischen Biologie entwickeln.

Ein Ziel von CIBSS ist es unter anderem, die Verarbeitung von Signalen in Immunzellen so zu optimieren, dass Krebszellen oder Krankheitserreger effizienter bekämpft werden können. Zudem möchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Kommunikation von Pflanzenwurzeln mit ihrer Umgebung verstehen und anschließend so steuern, dass Pflanzen widerstandsfähiger gegen die Folgen des Klimawandels werden und weniger Dünger benötigen. Zur Website

livMatS – Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems

Der Cluster livMatS – Lebende, adaptive und energieautonome Materialsysteme entwickelt bioinspirierte Materialsysteme, die sich autonom an unterschiedliche Umgebungen anpassen und saubere Energie aus ihrer Umgebung ernten. Heutige Materialien haben Eigenschaften, die ihnen bei ihrer Herstellung mitgegeben wurden: Zum Beispiel verfügen sie über eine bestimmte Festigkeit, Härte, Transparenz oder Leitfähigkeit, die sich, bis auf unvermeidliches Altern, während der Lebensdauer des Materials kaum ändert. Im Gegensatz dazu ist die belebte Natur von ständigen Veränderungen geprägt. Der Schlüssel zum Überleben aller Lebewesen liegt in der größtmöglichen Anpassungsfähigkeit an ihre jeweilige Umgebung. Diese Anpassungsfähigkeit kostet jedoch Energie, die durch Nahrung oder Sonnenlicht bereitgestellt werden muss.

Die Vision von livMatS ist, das Beste aus beiden Welten – der Natur und der Technik – zu verbinden: Der Cluster entwickelt rein technische, jedoch vom Verhalten her quasi-lebendige Materialsysteme, die die Ansprüche von Menschen an zukunftsweisende Umwelt- und Energietechnologien erfüllen. Die Forschung zu Akzeptanz und gesellschaftlicher Relevanz dieser autonomen Systeme und zu deren Nachhaltigkeit sind wichtige Bestandteile der Entwicklung.

Für die Materialsysteme gibt es zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten: Prothesen, die sich automatisch und batterielos – etwa durch Ausnutzung von Körperwärme – an die Trägerin oder den Träger anpassen können. Protektoren wie zum Beispiel Helme, die sich Dämpfungsmechanismen aus der Natur zum Vorbild nehmen, oder so genannte Soft Machines, die Objekte durch Ertasten und ohne Computermithilfe erkennen und greifen können. Zur Website

Exzellenzinitiative

Spemann Graduiertenschule für Biologie und Medizin (SGBM)

Mit ihrem dynamischen, interdisziplinären Ausbildungsprogramm bereitet die Spemann Graduiertenschule für Biologie und Medizin (SGBM) Doktorandinnen und Doktoranden darauf vor, künftige wissenschaftliche Herausforderungen zu meistern. Ihr Anspruch ist es, erstklassige Lebenswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler der Zukunft hervorzubringen, die Wissen und Technik aus unterschiedlichen Disziplinen ebenso miteinander verbinden können wie Grundlagenforschung und translationale Forschung, Biotechnologie und Arzneimittelentwicklung. Zur Website

BIOSS – Centre for Biological Signalling Studies

Biologische Signalprozesse bilden die Lebensgrundlage aller Zellen eines Organismus. BIOSS – Centre for Biological Signalling Studies benutzt moderne analytische Methoden und Strategien der Synthetischen Biologie, um in kreativer und spielerischer Weise die komplexen Abläufe biologischer Signalprozesse zu verstehen und zu kontrollieren. Die zentrale Forschungsidee von BIOSS besteht darin, einen dialektischen Forschungsprozess zwischen analytisch und synthetisch arbeitenden Signalwissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern zu initiieren sowie zu fördern. Zur Website

BrainLinks-BrainTools

BrainLinks-BrainTools vereint Lebens- und Ingenieurswissenschaften sowie ihre klinische Anwendung. Dadurch bildet die Neurotechnologie eine Forschungsachse zwischen drei Fakultäten der Universität – Biologie, Technik und Medizin – sowie mehreren Kooperationspartnern. Die gemeinsame Forschung und Lehre von Neuro- und Ingenieurswissenschaften erzielt neue, interdisziplinäre Ergebnisse in einem Bereich, der für die gesamte Gesellschaft von großer Bedeutung ist. Zur Website

Freiburg Institute for Advanced Studies (FRIAS)

Das Freiburg Institute for Advanced Studies (FRIAS) ist das internationale Forschungskolleg der Universität Freiburg. Als integraler Bestandteil der Universität vereint das Institut unter einem Dach Geistes- und Sozialwissenschaften sowie Medizin, Lebens-, Natur- und Ingenieurwissenschaften. Führende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie ausgezeichnete Nachwuchskräfte aus Freiburg und der ganzen Welt arbeiten am FRIAS, um sich für eine begrenzte Zeit voll auf ihr wissenschaftliches Projekt konzentrieren zu können. Auf diese Weise schafft das Institut neue Forschungsfreiräume innerhalb der Universität – für Individual- wie für Gruppenforschung. Zur Website