Spitzenforschung vom autonomen Fahren bis zur Virenabwehr

29.11.2018

Der Europäische Forschungsrat (ERC) wird drei Projekte an der Technischen Universität München (TUM) mit den renommierten Consolidator Grants fördern. Darüber hinaus hat der ERC auch europaweit 27 besonders hoch dotierte Synergy Grants verliehen. An einem der interdisziplinären Spitzenforschungsprojekte sind Forscher der TUM maßgeblich beteiligt.

Ein autonomes Fahrzeug weicht einem Fußgängerdummy aus. Das Manöver wurde durch Algorithmen berechnet, die in Prof. Matthias Althoffs Gruppe entwickelt wurden, und auf dem Fahrzeug ausgeführt. (Bild: Christian Pek / BMW AG)

Um die hochdotierten ERC Consolidator Grants können sich Forscherinnen und Forscher bewerben, deren Promotion sieben bis zwölf Jahre zurückliegt. Die Projekte werden vom ERC mit jeweils bis zu zwei Millionen Euro gefördert.

Darüber hinaus hatte der Forschungsrat das erste Mal seit 2013 wieder sogenannte Synergy Grants ausgeschrieben. Bewerben konnten sich Teams von zwei bis vier Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern. Die interdisziplinären Projekte sollen zu neuen Entdeckungen an den Schnittstellen zwischen Forschungsfeldern führen. Die maximale Fördersumme pro Projekt beträgt 10 Millionen Euro.

Synergy Grant: Projekt PoInt (Physik, Medizin)

Integrine sind Proteine, mit denen Zellen sich an der extrazellulären Matrix festhalten. Sie sind somit die Basis jedes multizellulären Lebens und ihre Fehlfunktion ist verantwortlich für viele Krankheitsbilder. Beim Zusammenhalt der Zellen, der Adhäsion, spielt offenbar auch der Einfluss mechanischer Kräfte eine wichtige Rolle. Diese Kräfte und die biochemischen und biophysikalischen Signale, die in Zusammenhang mit der Adhäsion gesendet werden, sind jedoch bislang nur unzureichend verstanden. Um diese spannende interdisziplinäre Frage aufzuklären, schließen sich im ERC Synergy-Projekt „PoInt“ nun Mediziner und Physiker zusammen: Prof. Reinhard Fässler im Bereich Zellbiologie, Prof. Matthias Rief im Bereich der Einzelmolekül-Kraftmessung und Prof. Andreas Bausch im Bereich der zellulären Mechanik. Zusammen wollen Sie das Instrumentarium entwickeln, um mehr über Integrine und den Zusammenhalt von Zellen in Erfahrung zu bringen.

Prof. Reinhard Fässler ist Direktor der Abteilung "Molekulare Medizin" am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried.

Matthias Rief ist Professor für Molekulare Biophysik an der TUM.

Andreas Bausch ist Professor für Zellbiophysik an der TUM.

Prof. Dr.-Ing. Matthias Althoff (Informatik)

Selbstfahrende Autos, autonome Flugzeuge und Assistenzroboter sollen unser Leben erleichtern. Wenn autonome Systeme Fehler machen, können sie ihrer Umwelt allerdings gefährlich werden. Aus diesem Grund müssen sie bislang auf jede denkbare Situation getestet werden, bevor sie zum Einsatz kommen. Wie reagiert ein autonomes Fahrzeug, wenn ein Auto von rechts und eines von links kommen oder die Fahrbahn nass ist? Schon die Zahl der Situationen, die am wahrscheinlichsten eintreten, übersteigt, was sich vorab testen lässt. Matthias Althoff wird in seinem ERC-Projekt justITSELF deshalb eine sogenannte just-in-time verification entwickeln. Statt einer erschöpfenden Vorabprüfung soll das System selbst fortlaufend seine nächsten Aktionen überprüfen. Dazu bezieht es alle möglichen Veränderungen seiner aktuellen Umgebung ein, die innerhalb kurzer Zeit auftreten können. So lassen sich Kosten sparen und die Systeme werden zugleich autonomer. Insbesondere wird Matthias Althoff Lösungen für selbstfahrende Autos erforschen. Die Ergebnisse will er in eine Open-Source-Software integrieren.

Matthias Althoff ist Professor für Cyber-physikalische Systeme am Lehrstuhl für Robotik, Künstliche Intelligenz und Echtzeitsysteme der TUM.

Prof. Dr. Andreas Pichlmair (Medizin)

Der menschliche Körper hat ausgeklügelte Abwehrsysteme gegen verschiedene Bedrohungen. Prof. Andreas Pichlmair beschäftigt sich insbesondere mit der Verteidigung gegen Viren. Bei Virusinfektionen verändern bestimmte Proteine im Körper ihre Stabilität und ihre Eigenschaft an andere Eiweißmoleküle zu binden. In seinem Projekt „Protein Dynamics in Antiviral Processes (ProDAP)“ will Pichlmair den Einfluss der Interaktionen von Proteinen und der Proteinstabilität auf das antivirale Immunsystem analysieren. Die Fähigkeit des Körpers beide zu verändern spielt ersten Erkenntnissen zufolge eine maßgebliche Rolle in der Regulation des Immunsystems und in der Abwehr viraler Pathogene. Eine gezielte Veränderung der Aktivität dieser Proteine könnte Ansatzpunkte für neue Therapien eröffnen. Pichlmair verwendet Massenspektrometrie und bioinformatische Systemanalysen um die Dynamik der Proteinstabilität und die Proteininteraktion zu charakterisieren und funktionell zu testen.

Andreas Pichlmair ist seit 2017 Professor für Immunpathologie von Virusinfektionen an der TUM.

Prof. Dr. Roland Rad (Medizin)

Eine der gefährlichsten Eigenschaften vieler Krebserkrankungen ist, dass die ursprünglichen Tumore Metastasen bilden. Über Genaktivitäten und Signalwege bei der Entstehung von Metastasen ist jedoch wenig bekannt. In seinem Projekt „PACA-MET“ widmet sich Prof. Roland Rad dem Bauchspeicheldrüsenkrebs, einer der aggressivsten Tumorerkrankungen, die früh Metastasen bildet. Zunächst will Rad mit seinem Team molekulare Vorgänge identifizieren, die der Metastasierung zugrunde liegen. Dafür wird er auf verschiedene, von ihm entwickelte genetische Werkzeuge und Methoden zurückgreifen, um das Genom systematisch nach Metastasierungs-Genen zu durchsuchen. So werden Untersuchungen im Mausmodell mithilfe „springender Gene“, sogenannter Transposons, vorgenommen, um die „genetischen Landkarten“ der Metastasierung aufzudecken. In einem weiteren Schritt will Rad die genaue Funktionsweise einzelner molekularer Prozesse der Metastasierung erforschen, um so neue Ansätze für Krebstherapien zu identifizieren.

Prof. Roland Rad ist Direktor des Instituts für Molekulare Onkologie und Funktionelle Genomik an der TUM.