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Press release: Internationale Auszeichnungen für Forschende am Göttingen Campus
No. 115 - 03.09.2026
Dr. Sophie de Vries, Dr. Tristan Stöber und Prof. Dr. Elisa Oberbeckmann erhalten ERC Starting Grants
(pug/umg) Drei Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Göttingen Campus haben vom Europäischen Forschungsrat (ERC) jeweils einen ERC Starting Grant erhalten: Dr. Sophie de Vries, Evolutionsbiologin an der Universität Göttingen, wird mit ihrem Projekt „Plant Immune Responses in Perpetual Symbiosis (PIRPetum)“ gefördert, Dr. Tristan Stöber, Computational Neuroscientist an der Universität Göttingen, mit seinem Projekt „World Models in Brains and Machines: From Normative Hippocampus Models to Robust Planning in Artificial Intelligence and Back (WoM-BaM)“, und Prof. Dr. Elisa Oberbeckmann von der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) mit ihrem Projekt „A chromosome-wide in vitro reconstitution system to dissect human nucleosome positioning mechanisms (vitroCHROM)“. Die Projekte haben eine Laufzeit von fünf Jahren und sind jeweils mit rund 1,5 Millionen Euro dotiert.
Dr. Sophie de Vries, „Plant Immune Responses in Perpetual symbiosis (PIRPetum)“
Wie schaffen es Pflanzen, ihre Freunde zu behalten und gleichzeitig Feinde abzuwehren? Dr. Sophie de Vries, Gruppenleiterin am Institut für Mikrobiologie und Genetik der Universität Göttingen, hat Fördermittel für ihr PIRPetum-Projekt erhalten. Sie wird evolutionäre Genomik mit Experimenten kombinieren, bei denen Farne und verschiedene Mikroben miteinander in Kontakt gebracht werden, um zu untersuchen, wie Pflanzen „Feinde“ (Krankheiten) abwehren und gleichzeitig ihre nützlichen „Freundschaften“ (bakterielle Partner) pflegen.
Komplexes Leben wurde durch Partnerschaften zwischen verschiedenen Organismen möglich. So lebten beispielsweise Cyanobakterien, die Licht in Energie umwandeln, zunächst als „Freunde“ in Symbiose mit Pflanzen. Diese Symbiose wurde dauerhaft, und schließlich wurden die Bakterien in alle Pflanzenzellen integriert, wodurch diese die Photosynthese betreiben konnten – ein bedeutender Vorteil. Solche Verschmelzungen, bei denen zwei Organismen zu einem werden, sind selten. Heute ist unter den Pflanzen nur eine einzige Abstammungslinie bekannt, die eine zweite dauerhafte Symbiose (zusätzlich zum Chloroplasten) beherbergt: Ein kleiner Wasserfarn, Azolla, lebt in einer lebenslangen Partnerschaft mit einem stickstofffixierenden Cyanobakterium, das seit mehr als 60 Millionen Jahren von einer Generation zur nächsten weitergegeben wird. Diese dauerhafte Beziehung hängt von einer präzisen Kommunikation zwischen der Pflanze und ihrem bakteriellen Partner ab, doch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wissen noch sehr wenig darüber, wie diese Kommunikation funktioniert.
De Vries’ Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass dieselben Signalwege, die Pflanzen normalerweise zur Abwehr von Krankheiten nutzen, auch dazu beitragen, die nützlichen Partnerschaften aufrechtzuerhalten. „Das wirft eine faszinierende Frage auf“, sagt sie: „Wie wehren Pflanzen schädliche Krankheitserreger ab und unterstützen gleichzeitig nützliche bakterielle Partner?“ Um dies zu klären, wird ihr Team Azolla als Modell nutzen, um zu untersuchen, wie Pflanzen Immunität und Kooperation in Einklang bringen. Die Forschenden werden die Rolle des pflanzlichen Abwehrhormons Salicylsäure untersuchen, Signalnetzwerke mit denen anderer Pflanzensymbiosen vergleichen und das erste für Azolla etablierte natürliche Krankheitsabwehrsystem nutzen, um zu erforschen, wie Abwehr und Symbiose zusammenwirken. „Letztendlich wird unsere Arbeit aufzeigen, wie sich Pflanzen so entwickelt haben, dass sie nützliche Partnerschaften über Millionen von Jahren hinweg stabil aufrechterhalten können – selbst wenn sie von Krankheitserregern angegriffen werden.“
Dr. Tristan Stöber, „World Models in Brains and Machines: From Normative Hippocampus Models to Robust Planning in Artificial Intelligence and Back (WoM-BaM) “
Wie versteht das Gehirn die Welt? Kann dieses Wissen KI-Systeme verbessern? Dr. Tristan Stöber, Research Fellow am Campus-Institut Data Science (CIDAS) der Universität Göttingen, hat Fördermittel für das WoM-BaM-Projekt erhalten. Diese Forschung soll Erkenntnisse aus den Neurowissenschaften gewinnen – insbesondere darüber, wie das Gehirn sein internes Modell der Welt aufbaut und nutzt –, um zur Entwicklung besserer KI-Systeme beizutragen. Dies kann wiederum unser Verständnis der Funktionsweise des Gehirns vertiefen.
Die Bewertung zukünftiger Szenarien durch gedankliche Zeitreisen ist ein Kennzeichen von Intelligenz und erfordert eine innere Repräsentation der Welt. Um ein solches Modell aufzubauen, leiten Gehirne strukturelles Wissen aus der Interaktion mit der Umwelt ab. KI-Systeme versuchen dasselbe, weisen jedoch eine Schwäche bei „Navigationsaufgaben mit langem Zeithorizont“ auf – also bei der Lösung komplexer Probleme in großen, unbekannten oder sich verändernden Umgebungen über längere Zeiträume hinweg. Diese Schwäche könnte auf einen grundlegenden Mangel im Weltmodell der KI zurückzuführen sein: Im Gegensatz zum Gehirn gelingt es diesen Algorithmen möglicherweise nicht, gut strukturierte Repräsentationen zu entwickeln.
Um diesem Problem zu begegnen, untersucht Stöbers Projekt das Lernen von Weltmodellen sowohl im Gehirn als auch in Maschinen mithilfe eines interdisziplinären Ansatzes, der die grundlegenden Schwächen von KI-Systemen aufzeigt, um deren Grenzen mit neu entwickelten Techniken zu überwinden, die von der Funktionsweise des menschlichen Gehirns inspiriert sind. Stöber und sein Team werden zunächst eine neue, vereinfachte und skalierbare virtuelle Testumgebung namens „MiniGrid Memory Maze“ schaffen, um die Grenzen aktueller KI-Modelle systematisch auszuloten. Anschließend wird das Team Inspirationen aus der Psychologie kombinieren, um ein System zu entwickeln, das sowohl eine flexible zeitliche Verarbeitung als auch strukturiertes Schlussfolgern ermöglicht. Dadurch lassen sich künstliche Weltmodelle anhand eines einzigartigen Datensatzes von Gehirnaktivitäten validieren, die bei Mäusen während der Navigation durch verschiedene Umgebungen aufgezeichnet wurden.
„Diese Methode schafft einen positiven Kreislauf: Erkenntnisse aus den Neurowissenschaften werden die KI verbessern, die wiederum als leistungsstarkes rechnerisches Rahmenwerk dienen wird, um unser Verständnis davon zu vertiefen, wie das Gehirn sein Weltmodell aufbaut“, erklärt Stöber. „Darüber hinaus dürfte die Verbesserung des Weltmodelllernens in künstlichen neuronalen Netzen zu intelligenten Systemen führen, die die aktuelle Technologie in puncto Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und Effizienz übertreffen. Dies wird den Datenbedarf und den Energieverbrauch senken.“
Prof. Dr. Elisa Oberbeckmann, „A chromosome-wide in vitro reconstitution system to dissect human nucleosome positioning mechanisms (vitroCHROM)“
Wie wird die Genregulation gesteuert? Prof. Dr. Elisa Oberbeckmann, Juniorprofessorin und Leiterin der Arbeitsgruppe „Chromatindynamik“ am Institut für Molekularbiologie der UMG und unabhängige Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften, erhält die Fördermittel für ihr Projekt „vitroCHROM“, in dem sie die Steuerung der Genregulation auf molekularer Ebene untersuchen wird.
Das Erbgut des Menschen liegt im Zellkern jeder einzelnen Körperzelle in Form fadenförmiger Strukturen, dem Chromatin, vor. Es enthält die genetische Information, die DNA, für die Baupläne von Enzymen und anderer Proteine, die in den Zellen verschiedene Aufgaben übernehmen. Aufgrund der Länge der DNA-Stränge von jeweils etwa zwei Metern, muss sie nach einem gut strukturierten Schema verpackt werden, um einerseits in den winzig kleinen Zellkernen zu passen und andererseits bei Bedarf schnell zugänglich zu sein. „Der Zugang zur DNA ist essentiell, um die Zellfunktionen aufrechtzuerhalten“, sagt Oberbeckmann. Beim Verpackungsvorgang wickelt sich die DNA um Proteinkerne, die sogenannten Histone, wie Perlen auf einer Schnur. Diese DNA-Protein-Komplexe werden als Nukleosomen bezeichnet und schützen die DNA, aber blockieren auch häufig den Zugang zur DNA und damit das Ablesen der genetischen Information. „Hier kommen die Chromatin-Remodeler ins Spiel. Diese Enzyme helfen, die Position der Nukleosomen ,auf der Schnur‘ zu verändern und steuern so den Zugang zur DNA“, erklärt Oberbeckmann.
Mit dem Fördergeld wollen Oberbeckmann und ihr Team erforschen, wie die menschlichen Remodeler funktionieren und was ihre Aktivität beeinflusst. Dazu werden sie die Chromatinstruktur „im Reagenzglas“ nachbauen. Dies ermöglicht es, die natürlichen, zellulären Verpackungsmechanismen unter kontrollierten Laborbedingungen abzubilden und systematisch den Einfluss der Remodeler auf die DNA oder die Positionierung der Nukleosomen zu untersuchen. Kombiniert mit modernen Sequenzierungsmethoden und Künstlicher Intelligenz soll so ein umfassendes Bild zur Funktionsweise der Remodeler entstehen. „Unser Ziel ist es, die grundlegenden Prinzipien der regulatorischen Mechanismen aufzudecken, die die Positionierung von Nukleosomen steuern, und zu verstehen, wie Fehlfunktionen der Remodeler Erkrankungen des Nervensystems, Entwicklungsstörungen oder Krebs verursachen“, sagt Oberbeckmann.
Kontakt:
Dr. Sophie de Vries
Georg-August-Universität Göttingen
Institut für Mikrobiologie und Genetik
Telefon: (0551) 39-21693
E-Mail: sophie.devries@uni-goettingen.de
Internet: www.uni-goettingen.de/de/654190.html
Dr. Tristan Stöber
Georg-August-Universität Göttingen
Campus-Institut Data Science (CIDAS)
E-Mail: tristan.stoeber@cs.uni-goettingen.de
Prof. Dr. Elisa Oberbeckmann
Universitätsmedizin Göttingen
Institut für Molekularbiologie
Telefon: (0551) 39-65975