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Glykobiologie - Erforschung der komplexen Funktionen von Zuckermolekülen

Die Glykobiotechnologie beschäftigt sich mit den komplexen Zuckerverbindungen, die Glykane, die Bestandteil vieler Proteine und anderer Bausteine von Organismen sind. Diese neue Disziplin wird in Anlehnung an Genomik und Proteomik als Glykomik (oder Glykobiologie) bezeichnet. Ihr Ziel ist es, Glykome zu identifizieren. Unter dem Glykom eines Organismus fasst man die komplette zelluläre Ausstattung eines Organismus mit Glykanen, Glykoproteinen und Glykolipiden aber auch alle Gene und Genprodukte, die für deren Synthese, Bindung oder auch deren Regulation verantwortlich sind zusammen.

Zucker und zuckerartige Verbindungen fungieren als primäre Marker. Sie sind Träger eines Codes, dessen Speicherkapazität die von Nukleinsäuren und Proteinen bei weitem übersteigt. Glykanen werden heute entscheidende Funktionen bei dem Verlauf entzündlicher Prozesse, bei Infektionen oder hormonähnlichen und immunsuppressiven Wirkungen zugeschrieben. Mit der Glykobiotechnologie verbinden sich neuartige Strategien der Behandlung und Diagnostik unterschiedlicher Krankheiten wie Tumoren, Entzündungen oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Darüber hinaus werden neue Wege der Immunstimulation sowie der Entwicklung neuer Diagnostika und Nahrungsmittel-Additiva erforscht.

Diese Eigenschaften führten dazu, dass nach der Entzifferung des menschlichen Genoms und der gegenwärtig unternommenen Erforschung des Proteoms nun verstärkt die komplexen Zuckerstrukturen in den Mittelpunkt biowissenschaftlicher und medizinischer Forschung rücken. Veränderungen oder Störungen der Struktur der Glykane haben weit reichende Konsequenzen für die Entstehung und den Verlauf von Krankheiten. Durch die Aufklärung von Strukturen, neue Erkenntnisse über biologische Funktionen von Glykanen sowie moderne Synthesemethoden wurden Entwicklungen angestoßen, Glykane in der Diagnostik und Therapie unterschiedlicher Krankheiten wie Infektionen und Entzündungen oder Krebs einzusetzen. Bei Biopharmaka und Antikörper-Wirkstoffen zeichnet sich bereits ein erhebliches marktrelevantes Potenzial ab.

Mit dem neuen Förderschwerpunkt will das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Technologiefeld der Glykobiotechnologie an deutschen Forschungsinstitutionen etablieren und eine international herausragende Exzellenzentwicklung mit Spitzenkräften aus dem In- und Ausland unterstützen.

Das BMBF beabsichtigt daher in den nächsten Jahren, Arbeitsgruppen von wissenschaftlichen Spitzenkräften im Bereich der Glykobiotechnologie zu fördern. Diese Gruppen sollen Kristallisationspunkte für die international herausragende Exzellenzentwicklung schaffen und den Technologietransfer im Sinne der Hightech-Strategie in einem neuen Forschungsgebiet der Lebenswissenschaften beschleunigen.