(openPR) Die ersten Atemzüge von Neugeborenen, Stoffwechselenzyme im Zellkern und Entscheidungen bei mentaler Anstrengung – die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) zeichnet drei LMU-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Rahmen des Emmy Noether- bzw. Heisenberg-Programms für ihre Forschung in diesen Bereichen aus.
Die ersten Atemzüge nach der Geburt
Der Neonatologe Dr. Vincent Gaertner ist Kinderarzt am Dr. von Haunerschen Kinderspital. Für seine Forschung erhält er im Rahmen des Emmy Noether-Programms der DFG eine Förderung von mehr als drei Millionen Euro.
In seinem Forschungsprojekt „Von EAGLE bis LEOPARD“ geht es um einen der kritischsten Momente im Leben eines Menschen: die ersten Atemzüge direkt nach der Geburt. Besonders für Frühgeborene ist dieser Übergang von der geschützten Umgebung im Mutterleib zur eigenständigen Atmung eine große Herausforderung.
Gaertners Team möchte besser verstehen, wie genau diese Anpassung funktioniert und wie die Atmung von Frühgeborenen im Kreißsaal optimal unterstützt werden können. Dafür kommt eine innovative Technik zum Einsatz: die elektrische Impedanztomographie (EIT). Mit einem speziellen Brustgurt, der die Luftverteilung in der Lunge in Echtzeit misst, zeichnet der Neonatologe die ersten Atemzüge bei Früh- und Reifgeborenen unmittelbar nach der Geburt auf und analysiert sie.
Gaertner untersucht unter anderem, welchen Einfluss die Geburtsmethode, der Zeitpunkt der Abnabelung oder verschiedene Formen der Atemunterstützung auf die Lungenfunktion haben. Die Ergebnisse fließen in eine groß angelegte klinische Studie ein – mit dem Ziel, die Atemversorgung im Kreißsaal gezielter, wirksamer und schonender zu gestalten und damit die Überlebens- und Entwicklungschancen von Frühgeborenen nachhaltig zu verbessern.
Neue Perspektiven auf die Genregulation
Die Molekularbiologin Dr. Marta Russo ist neue Gruppenleiterin am Biomedical Center (BMC) der LMU. Im Rahmen des Emmy Noether-Programms der DFG erhält sie eine Förderung in Höhe von rund 2,1 Millionen Euro.
Marta Russo befasst sich in ihrer Forschung mit einem noch weitgehend unerforschten Aspekt der Genregulation: wie der Stoffwechsel im Zellkern die Genaktivität beeinflussen kann. Mehr als 100 Jahre lang wurden Stoffwechselwege fast ausschließlich in anderen Kompartimenten untersucht, insbesondere in den Mitochondrien. Jüngste Entdeckungen – darunter auch ihre eigenen – haben allerdings gezeigt, dass wichtige Stoffwechselenzyme, die an der Produktion von Acyl-CoAs beteiligt sind, auch im Zellkern lokalisiert sein können.
Die von diesen Enzymen produzierten Metaboliten sind nicht nur Stoffwechselzwischenprodukte, sondern spielen auch eine wichtige Rolle bei der Modifizierung von Histonen, den Proteinen, die die DNA verpacken, und tragen so dazu bei, zu steuern, welche Gene ein- oder ausgeschaltet werden. In ihrem von Emmy Noether finanzierten Projekt „Nukleare Synthese von Acyl-CoAs bei der Reprogrammierung von Chromatin und Genaktivität“ untersucht Marta Russo, wie solche Stoffwechselenzyme die Genexpression beeinflussen.
Ihr Labor kombiniert in einem multidisziplinären Ansatz Genomik, Proteomik, Metabolitenprofilierung und fortschrittliche Bildgebungstechniken, um zu verstehen, wie der Kernstoffwechsel mit dem Transkriptionsapparat zusammenwirkt. Makrophagen, Immunzellen, die für ihre schnellen und dynamischen transkriptionellen und metabolischen Veränderungen bekannt sind, dienen als primäres Modellsystem. Durch ihre Untersuchungen möchte Marta Russo Aufschluss darüber geben, wie der Kernstoffwechsel zur zellulären Identität, zu Immunreaktionen und zur Entwicklung menschlicher Krankheiten beiträgt.
Mentale Anstrengung und Entscheidung
Der Psychologe Dr. Alexander Soutschek leitet eine Emmy Noether-Nachwuchsgruppe am Department Psychologie. Für seine Forschung wird er nun mit einer Förderung in Höhe von rund 600.000 Euro durch das Heisenberg-Programm ausgezeichnet.
Alexander Soutschek untersucht mit neurowissenschaftlichen Methoden, wie mentale Anstrengung das menschliche Entscheidungsverhalten beeinflusst – und welche Rolle dabei der Stoffwechsel im Gehirn spielt. Mentale Anstrengung ist ein alltägliches Phänomen: Wer sich über längere Zeit intensiv konzentriert, etwa beim Schreiben wissenschaftlicher Texte, wird mental müde – und verliert häufig die Motivation für weitere anspruchsvolle Aufgaben. Doch was genau geschieht im Gehirn, wenn wir uns geistig anstrengen? Und warum führt diese Anstrengung zur Ermüdung? In seinem neuen Forschungsprojekt geht Soutschek diesen Fragen auf den Grund.
Neue theoretische Ansätze versuchen, die durch mentale Anstrengung ausgelöste Müdigkeit neurobiologisch über Veränderungen des Stoffwechsels im präfrontalen Kortex zu erklären – dem Teil des Gehirns, der unter anderem für Planung und Entscheidungsfindung zuständig ist. Mithilfe nicht-invasiver Hirnstimulation und Messungen des Hirnstoffwechsels will Soutschek diese Hypothese nun experimentell überprüfen.
Im zweiten Teil des Projekts untersucht er, wie sich mentale Anstrengung auf Entscheidungen in unterschiedlichen Kontexten auswirkt – etwa bei individuellen oder sozialen Entscheidungen. Ziel seiner Forschung ist es, ein tieferes Verständnis der neurobiologischen Grundlagen mentaler Ermüdung und ihres Einflusses auf Entscheidungsprozesse zu gewinnen.
