Grundfragen der Biologie

Die Rhizoide (Wurzelhaare) der Grünalge Chara besitzen Zellen, welche Schwerkraft wahrnehmen können. Nach dieser richtet sich die Pflanze aus.

Dieser Schwerpunktbereich umfasst Forschung in den Feldern Gravitations-, Strahlen- und Exobiologie. Die Beantwortung der grundlegenden Frage, wie Organismen eigentlich Schwerkraft wahrnehmen und verarbeiten, steht im Mittelpunkt der gravitationsbiologischen Forschung mit den folgenden Zielen für die nächsten Jahre:

• Aufklärung der Rolle von Schwerkraft auf Wachstum und Entwicklung von biologischen Systemen und Organismen (Embryonalentwicklung, Multigenerationsexperimente, Gravigenomics und Graviproteonimcs)

• Aufklärung des Mechanismus von Wahrnehmung und Verarbeitung der Schwerkraft in verschiedenen Modellorganismen auf zellulärer und molekularer Ebene (Signaltransduktion: Beteiligung verschiedener Botenstoffe Second Messenger, Ionenkanäle, Cytoskelettproteine, Schwerkraft-regulierte Gene)

Diese detailliertere Aufklärung auf molekularer Ebene ist das vorrangige - und aufgrund der Expertise deutscher Wissenschaftler auch erreichbare mittelfristige Ziel, um so auch die wissenschaftlichen Grundlagen sowohl für anwendungsorientierte Projekte in der Biotechnologie als auch für integrative Ansätze in der Humanphysiologie zu legen.

Fragen zu Wirkungsmechanismen der Weltraumstrahlung und zur Exobiologie werden in diesem Schwerpunkt angegangen mit folgenden Zielen:

• Fortführung der Strahlungsmessungen (Dosimetrie) im Weltraum als notwendige Grundlage zur Abschätzung des Strahlenrisikos für bemannte Missionen (weltweit führende Rolle des Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin des DLR) unter besonderer Berücksichtigung der Tiefendosisverteilung im menschlichen Körper

• Aufklärung des Mechanismus der Reparatur von Strahlenschäden (DNA-Repair) auf molekularer Ebene (Beiträge zur Risikovorhersage und zum Strahlenschutz)

• Überprüfung der Panspermie-Hypothese (Entstehung des Lebens nicht auf der Erde und Verbreitung durch den Weltraum) mittels Experimenten zur Überlebensfähigkeit von Organismen im Weltraum (unter anderem auf den externen Plattformen der ISS)