Max-Planck-Institut für Biophysik

Neubau auf dem Campus Riedberg

Das Max-Planck-Institut für Biophysik (MPIBP) ist eine Forschungseinrichtung der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. mit Sitz in Frankfurt am Main.

Hauptforschungsgebiet ist die Untersuchung der Funktionsweise von Membran- und Transportproteinen mittels geeigneter physikalischer Verfahren wie hochauflösende Elektronenmikroskopie oder Röntgenstrukturanalyse von Proteinkristallen (siehe auch Biophysik).

Seit März 2003 residiert das MPI für Biophysik in einem Neubau auf dem Unicampus Riedberg der Johann Wolfgang Goethe-Universität im Norden der Stadt. Ende 2006 waren insgesamt 169 Mitarbeiter am Institut tätig, darunter 35 Wissenschaftler und 55 Nachwuchswissenschaftler. Der Nobelpreisträger Hartmut Michel ist seit 1987 Direktor am Institut.

Geschichte

Vorläufer des heutigen Institutes war das seit 1937 bestehende Kaiser-Wilhelm-Institut für Biophysik, das wiederum aus dem 1925 von Friedrich Dessauer gegründeten "Institut für Physikalische Grundlagen der Medizin" hervorgegangen war. Die Aufnahme in die Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft erfolgte nach der Emigration Dessauers. Neuer Institutsleiter wurde sein langjähriger Mitarbeiter Boris Rajewsky, der als Begründer der Biophysik gilt. Es wurde vor allem an der Wirkung von radioaktiver Strahlung auf den Menschen und einer möglichen medizinischen Nutzung geforscht.

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde das Institut 1948 als "Max-Planck-Institut für Biophysik" wieder eröffnet. Ende der 60er Jahre orientierte sich die Forschungsarbeit weg von der Arbeit mit radioaktiver Strahlung hin zur Untersuchung des "Stofftransport durch biologische und künstliche Membranen". Schwerpunkte der Forschung waren nun (und sind es bis heute) die Untersuchung der Zellmembran und ihrer Bausteine, der Membranproteine (und hier besonders der Transportproteine). Die Zellmembranen und die Proteine wurden und werden mit den zum jeweiligen Zeitpunkt modernsten physikalischen Methoden untersucht, dies schließt u. a. ein:

• Röntgenkristallographie
• hochauflösende Elektronenmikroskopie
• Spektroskopie

Im März 2003 zog das Institut im Zuge des Umzugs der naturwissenschaftlichen Fakultäten der Universität Frankfurt auf die „grüne Wiese“ aus seinen alten Räumen in der Frankfurter Innenstadt aus. Das neue Gebäude in der Max-von-Laue-Str. 3 auf dem Unicampus Riedberg stellt einen großen Fortschritt für die Wissenschaftler da (s. a. unter Architektur).

Organisation und Struktur

Das MPIBP besteht aus vier Abteilungen mit diversen Untergruppen und zwei selbstständigen Forschungsgruppen:

• Abteilungen:

• Molekulare Membranbiologie (Leitung: Hartmut Michel seit 1987):

Struktur- und Funktionsuntersuchungen an Membranproteinen aus der Atmungskette (z. B. Cytochrom-bc1) und Photosynthese sowie an G Protein-gekoppelten Rezeptoren mittels Röntgenstrukturanalyse von Proteinkristallen. Es werden allerdings noch andere ausgewählte Membranproteine untersucht, z. B. die Enzyme, die ab Methanstoffwechsel von Archaebakterien teilnehmen.

• Strukturbiologie (Leitung: Werner Kühlbrandt seit 1997):

Erforschung von Membran- und Transportproteinen (z. B. osmoregulierende Transporter) mittels zweidimensionaler Kristallisation, elektronenkristallographischer Strukturaufklärung und hoch auflösender Elektronenmikroskopie sowie Bildanalyse größerer makromolekularer Komplexe. Die Arbeitsgruppe versucht auch neue Abbildungsmethoden in der Strukturbiologie zu entwickeln.

• Biophysikalische Chemie (Leitung: Ernst Bamberg seit 1993):

Funktionsanalyse von Transportproteinen wie z. B. der Natrium/Kalium-ATPase oder von Carrier-Proteinen eukaryotischer und prokaryotischer Herkunft mittels stationärer und zeitaufgelöster elektrischer bzw. elektrophysiologischer Methoden in Kombination mit zeitaufgelösten Fluoreszenztechniken. Weiter beschäftigt sich diese Arbeitsgruppe auch mit Nanobiophysik und Nanobiotechnologie.

• Molekulare Neurogenetik (Leitung: Peter Mombaerts):

Neurogenetik von olfaktorischen Systemen

• Selbständige Forschungsgruppen

• Molekulare Biophysik (Leitung: E. Grell)

Molekulare Mechanismen des aktiven und selektiven Kationentransports von Membranproteinen basierend auf thermodynamischen und kinetischen Studien

• Zellphysiologie (Leitung: W. Schwarz)

Struktur, Funktion und Regulation der Na,K-Pumpe und der Natrium-getriebenen Neurotransmitter-Transporter

Allen Gruppen gemein ist, dass sie moderne gentechnische Verfahren benutzen, um verschiedene Varianten der zu untersuchenden Genen herzustellen, um die Funktion einzelner Aminosäuren bestimmen zu können.

Architektur

Der funktionelle Neubau des MPIBP auf dem Unicampus Riedberg wird durch eine in Ost-West-Richtung durchgängig verlaufende Eingangshalle in zwei Hälften geteilt. In der nördlichen Hälfte befinden sich die Labors und sonstigen Forschungseinrichtungen des Instituts, während sich in der südlichen Hälfte ab dem ersten Obergeschoss die Büros und Besprechungsräume der Wissenschaftler und der Verwaltung befinden. Für die schnelle Kommunikation sind die beiden Hälften durch Brücken verbunden, die sich über die Eingangshalle spannen.

Sonstiges

• Einer der Arbeitsgruppen-Direktoren ist seit der Gründung des MPIBP gleichzeitig Lehrstuhlinhaber an der Frankfurter Universität (Im Moment E. Bamberg für biophysikalische Chemie)
• Das MPIBP hält sich Frösche, um aus deren Laichzellen Untersuchungsmaterial zu gewinnen.
• In Kooperation mit anderen MPIs (für Biochemie, medizinische Forschung und molekulare Physiologie) betreibt es ein eigenes Strahlrohr (Beamline) am Swiss Light Source (SLS) in der Schweiz, "einer der derzeit modernsten und leistungsfähigsten Synchrotronstrahlungsquellen der „dritten Generation“ in Europa" (Quelle), um die normalerweise langen Wartezeiten auf eine Messung umgehen zu können. Mit der scharf gebündelten und intensiven Synchrotronstrahlung (Röntgenstrahlung) sollen u. a. große Proteinkomplexe besser röntgenstrukturanalytisch untersucht werden können.

Literatur

• Boris Rajewsky und Mitarbeiter: Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt am Main in: Jahrbuch der Max-Planck-Gesellschaft 1961, Teil II, Göttingen 1962, Seite 154-214 (umfangreiche Darstellung über die Geschichte und Ergebnisse des Instituts von Rajewsky und Mitarbeitern)

Weblinks

• www.mpibp-frankfurt.mpg.de Offizielle Homepage (englisch)
• Das MPIBP auf der Seite der Max-Planck-Gesellschaft
• Broschüre über das Gebäude des MPI für Biophysik (PDF-Datei; 5,35 MB)

50.1736111111118.6302777777778

Koordinaten: 50° 10′ 25″ N, 8° 37′ 49″ O