Das Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme forscht an einer Vielzahl von interdisziplinären Themen mit Anwendung in der Pflanzen, Viren und Tierwelt.
> Abteilung Biobasierte Materialien
Forschungsgegenstand der Biobasierten Materialien sind genetisch kontrollierte Strukturbildungsprozesse an biologischen Grenzflächen zu Materialien. Ausgehend von einem fundierten Verständnis der Evolution und Funktionsweise von Schlüsselenzymen und strukturgebenden Biopolymeren, die an der Musterbildung biologischer Materialien und Grenzflächen im natürlichen System beteiligt sind, werden neue biotechnologische Konzepte entwickelt, die Relevanz für interdisziplinäre Anwendungsfelder, von biomedizinischen Grundlagen bis hin zu ökologisch relevanten Materialinteraktionen haben.
Das Methodenspektrum der Abteilung Biobasierte Materialien umfasst neben der fundierten biotechnologischen, biochemischen und molekularbiologischen Ausstattung als besondere Schwerpunkte die mehrskalige Cryo-Elektronenmikroskopie, Simulation und Modellierung dynamischer erregbarer Systeme, klassische Protistologie sowie Entwicklungsbiologie von Invertebraten bis hin zu Kooperationen mit meeresbiologischen Stationen.
> Abteilung Bioenergetik
Die Abteilung Bioenergetik beschäftigt sich der Biochemie, Biophysikalischen Chemie und Bioenergetik von dem Purpur-Nicht-Schwefel-Bakterium Rhodospirillum rubrum. Dazu gehören die Erforschung von Struktur-Funktions-Beziehungen, der biotechnologischen Anwendung des Bakteriums im Bereich der Produktion von industriell interessanten niedermolekularen Verbindungen sowie der biomedizinischen Forschung.
> Abteilung Biophysik
Die Arbeit in der Biophysik-Gruppe nutzt neue biophysikalische und biochemische Techniken, um grundlegende Fragen der Membranbiologie zu untersuchen. Im Wesentlichen geht es in den meisten Projekten um die Beantwortung der Frage, wie Proteine durch Zellmembranen gelangen oder wie Proteine in Zellmembranen integriert werden.
> Abteilung Molekularbiologie und Virologie der Pflanzen
Die Forschungsschwerpunkte der Abteilung umfassen die Molekularbiologie und Molekulargenetik pflanzlicher Viruskrankheiten, Resistenzforschung und die Wechselwirkung zwischen Pflanzen und Viren in Einzel- und Mischinfektionen, die Hochdurchsatz-Multiplex-Detektion, Phytovirales Engineering, sowie Biomaterialien und Nanobiotechnologie.
> Abteilung Neurobiologie
Die Abteilung Neurobiologie untersucht die neuronalen Mechanismen von Lern- und Gedächtnis- sowie Entscheidungsprozessen in Labornagern als Modellorganismen. Dabei soll die Rolle verschiedener Hirnareale und Neurotransmittersysteme, sowie die Architektur und Funktion spezifischer Schaltkreise und synaptische Plastizitätsmechanismen verstanden werden. Hierfür bedient sich die Neurobiologie eines breiten Methodenspektrums von Verhaltenspharmakologie und Verhaltensanalysen über Elektrophysiologie, viralem Gentransfer, Optogenetik, sowie Imaging und anatomischen Methoden.
> Abteilung Pflanzen-Biotechnologie
Zielsetzung der Forschungsarbeit der Pflanzen-Biotechnologie ist es, durch ein fundiertes Verständnis von Stoffwechselvorgängen und deren Regulation in Abhängigkeit von Umweltparametern aufzudecken, wie Pflanzen für die Nutzung als Primär- produzenten verbessert werden können. Hierbei kommen von der mathematischen Modellierung von Stoffwechselnetzwerken bis hin zur Herstellung transgener Pflanzen unterschiedlichste Methoden zum Einsatz.
> Microrobotic Biomedical Systems
We engineer intelligent microrobots for biomedical applications in targeted drug delivery, microsurgery, detoxification, and diagnostics by advancing micro- and nanofabrication as well as ultrasound technologies. To realize their full potential, medical microrobots have to master locomotion in complex biofluidic environments, wireless actuation and control, precise imaging and localization, or effective drug/cargo delivery. We overcome these challenges by incorporating biologically-inspired adaptive capabilities into microrobotic agents and utilize lab-on-a-chip and microfluidic systems to validate biological and therapeutic functions. We thus bridge the gap between biomedical research and clinical applications to propel medical microrobots to the forefront of modern healthcare.