Molekulare Biotechnologie und Funktionelle Genomik

Die Molekularbiologie wird im Bachelor und Master Studiengang Biosystemtechnik / Bioinformatik von Prof. Dr. Marcus Frohme vertreten.
 
Das Labor für Molekularbiologie an der TH Wildau dient der Ausbildung im Studiengang Biosystemtechnik / Bioinformatik und als Brücke zwischen der TH und Einrichtungen und Unternehmen, die Molekularbiologie in Forschung, Entwicklung und Anwendung einsetzen oder dies planen. Während wir in der Lehre ein festgelegtes Curriculum verfolgen, um unsere Studenten möglichst gut in diesem Fach auszubilden, sind wir im Bereich F&E offen bezüglich möglicher Themen und Kooperationspartner.

Molekularbiologie...

... befasst sich mit der Struktur, Biosynthese und Funktion von Nukleinsäuren (also DNA und RNA) und deren Interaktion untereinander und mit Proteinen. Wichtige Arbeitsfelder sind die Erforschung der Genexpression und Genregulation auf allen Ebenen (Epigenetik, Transkription, Translation) sowie die Untersuchung der Proteinfunktionen.
 
Das Forschungsgebiet der Molekularbiologie überlappt mit der Biologie, der Chemie, insbesondere der Genetik und Biochemie und inzwischen auch mit den Ingenieurwissenschaften. Die Grenzen zwischen diesen Gebieten sind dabei oft fließend.
Molekularbiologen die sich statt mit DNA mit komplexeren Biomolekülen (Proteinen) beschäftigen nennt man Biochemiker. Solche die sehr viele Experimente parallel durchführen und sich weniger für das einzelne Gen interessieren machen Genomik. Ein Molekularbiologe der rechnen kann und statt einer Pipette einen Computer benutzt, ist ein Bioinformatiker.
 
Mit Hilfe von Ergebnissen auf molekularbiologischer Ebene ist es möglich, Krankheiten zu verstehen, die Wirkungsweise von Medikamenten zu verbessern und eine Therapie besser an die Bedürfnisse eines Patienten anzupassen. Die Entschlüsselung der genetischen Information durch Sequenzierung ermöglicht wesentliche Einsichten in die Evolution der Lebewesen. Stammbäume des Systems der Lebewesen, die auf äußerlichen Merkmalen beruhen, werden durch Sequenzdaten bestätigt oder auch widerlegt. Die Gentechnik ermöglicht, das Erbgut von Organismen zu verändern. Die Biotechnologie nutzt ggf. solcherart veränderte Organismen in der Produktion.
In der Gentherapie sollen krankheitsauslösende genetische Defekte korrigiert werden. Auch in der Pflanzenzucht kann Gentechnik dazu dienen Erträge zu steigern.
Molekularbiologische Methoden werden mittlerweile auch in der Kriminalistik genutzt um Täter oder auch Opfer mittels des genetischen Fingerabdruks zu identifizieren. Die Molekularbiologie erstreckt sich von in vitro-Techniken bis hin zur in vivo-Untersuchung. Wichtige Techniken sind Klonierung, Mutagenese, rekombinante Expression, Polymearase-Kettenreaktion (PCR) und Sequenzierung.

 

Im Studiengang Biosystemtechnik/Bioinformatik...

... ist die Molekularbiologie einerseits eine wichtige Grundlagenwissenschaft und bildet gleichsam die Brücke zwischen beiden Bereichen.


Viele Anwendungen der Biosystemtechnik ergeben sich aus molekularbiologischen Fragestellungen. Die automatisierte und parallelisierte Untersuchung von DNA und Protein erfordert technische Lösungen im Bereich der Biosystemtechnik. Die Grundlagen für das Verständnis der biologischen Zusammenhänge werden im Fach Molekularbiologie gelegt. Die Bioinformatik prozessiert häufig Daten aus molekularbiologischen Experimenten. Im Bereich der Genomik treffen sich die verschiedenen Gebiete: in hohem Durchsatz werden mit Mikrosystemen große Mengen bioinformatischer Daten geschaffen.
Der Bereich Molekularbiologie hat außerdem im Studiengang die Aufgabe der Biologie nahestehende Schnittstellenfächer zu vermitteln.
 
In der Forschung, Entwicklung und Anwendung sind wir für jegliche Kooperation offen. Neben den konventionellen molekularbiologiscen Techniken haben wir eine besonders gute Expertise derzeit in folgenden Bereichen:
- High-Throughput Techniken in der (funktionellen) Genomik
- Differenzielle Genexpression und Identifikation von Target-Genen
- DNA-Chiptechnologie
- Physiologie und Kultur niederer aquatischer Invertebraten
Unsere neueren Fragestellungen liegen in folgenden Bereichen:
Kryptobiose, Bilderkennung und Biotreibstoffe der 3. Generation
frühere Bereiche umfassten:
Synthetische Biologie, einfache Stammzelldifferenzierungsmodelle, Tumorbiologe, Herzinsuffizienz, pflanzenpathogene Bakterien, Chagas-Krankheit