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PD Dr. Carmen Birchmeier-Kohler - Gottfried Wilhelm Leibniz-Preisträgerin 2002

PD Dr. Carmen Birchmeier-Kohler

PD Dr. Carmen Birchmeier-Kohler

Carmen Birchmeier-Kohler hat an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich studiert und promoviert. Ihr wissenschaftlicher Weg führte sie über das Cold Spring Laboratory in den USA und das Kölner Max-Planck-Institut nach Berlin, wo sie seit 1995 am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin arbeitet. Im Zentrum von Carmen Birchmeier-Kohlers Arbeit stehen molekularbiologische Fragen der Embryonal- und Organentwicklung der Säuger, insbesondere die Mechanismen der Interaktion zwischen Zellen, die das Wachstum und die Entwicklung des Organismus steuern. Mit Hilfe so genannter "Knock-out"-Mäuse - Tiere, bei denen gezielt bestimmte Gene ausgeschaltet werden, um ihre Bedeutung für den Organismus zu prüfen - haben Birchmeier-Kohler und ihre Arbeitsgruppe entscheidend zum Verständnis einer Reihe von Wachstumsfaktoren und ihrer Rolle in der Entwicklung des Organismus beigetragen. Die im Tierversuch beobachteten Abläufe in der frühembryonalen Entwicklung sind auch für das Verständnis menschlicher Krankheiten von großer Bedeutung. Carmen Birchmeier-Kohler hat für ihre Erforschung der komplexen Prozesse in der Entstehung von Organen und der Ausbildung des Säugerembryos auch international große Anerkennung erhalten.

Lebenslauf

Name: Carmen Birchmeier-Kohler

Geburtsdatum: 6. Juli 1955

Ausbildung: 1979 Diplom in Biochemie/Zellbiolgie, ETH Zürich

Forschungserfahrung:

1979 Diplomarbeit am Institut für Zellbiologie, ETH Zürich bei Prof. Hans Eppenberger

1979-1984 Doktorarbeit am Institut für Molekularbiologie II, Universität zu Zürich, bei Prof. Dr. Max Birnstiel

1984-1986 Postdoc am Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York, in der Arbeitsgruppe von Dr. Michael Wigler

1986-1989 Staff Scientist am Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York

1989-1995 Leiterin einer unabhängigen Arbeitsgruppe am Max-Delbrück-Laboratorium in der Max-Planck-Gesellschaft, Köln Habilitation: Universität zu Köln in Genetik, 1993

seit 1995 Leiterin der Arbeitsgruppe 'Signal Transduction/Developmental Biology' am Max-Delbrück-Centrum, Berlin

Forschungsschwerpunkte

Meine Arbeitsgruppe untersucht die Funktion von Genen mit molekulargenetischen Techniken am Maus-Modellsystem (gezielte Mutationen, homologe Rekombination in ES Zellen). Schwerpunkte sind die Analyse von (i) Signalübertragungsmolekülen, die die Wanderung von Zellen während der Embryogenese steuern, (ii) Faktoren, die die Entwicklung des Nervensystems kontrollieren.

Migration von Muskelvorläuferzellen

Muskelvorläuferzellen können während der Embryogenese über große Distanzen wandern und bewegen sich zu verschiedenen Zielorten, z.B. in die Extremitätenknospe, um dort Skelettmuskulatur zu bilden. Die Entwicklung dieser motilen Zellpopulation wird durch eine Reihe von Signalen kontrolliert. Tyrosinkinase-Rezeptoren sind auf der Zell-Oberfläche lokalisiert und erkennen spezifische Liganden. Die Bindung der Liganden induziert Tyrosin-Phosphorylierung der Rezeptoren und damit den ersten Schritt einer Signaltransduktionskette. Meine Arbeitsgruppe zeigte, dass der c-Met Tyrosinkinase-Rezeptor und sein Ligand, SF/HGF, die Delamination der Muskelvorläuferzellen und ihre Motilität reguliert. Gab1, ein Adaptormolekül, bindet den aktivierten c-Met-Rezeptor, und überträgt das Signal, dass die Zell-Motilität steuert. Damit diese Zellen ihr Ziel korrekt finden, benötigen sie darüber hinaus den Hömeobox Faktor Lbx1.

Entwicklung des Nervensystems

Neuralleistenzellen wandern aus dem Neuralrohr aus und bewegen sich zu verschieden Zielorten, um dort das periphere Nervensystem zu bilden. Wir konnten zeigen, dass die Tyrosinkinase-Rezeptoren c-ErbB2/c-ErbB3 und ihr Ligand Neuregulin die Wanderung und Motilität von Neuralleistenzellen kontrollieren. Dieses Signalsystem wird auch während der weiteren Entwicklung des peripheren Nervensystems benötigt. Neuregulin wird von Nervenzellen produziert, die in die Peripherie projizieren, wird in deren axonale Membran eingebaut und so den Gliazellen, die diese Axone begleiten, präsentiert. Dieses axonale Signal reguliert verschiedene Schritte in der Entwicklung der Schwann'schen Zellen (Migration der Neuralleistenzellen entlang der Axone, Wachstum/Überleben der Gliavorläuferzellen, Ausbildung der Myelinscheide). Das Neuregulin-Signalsystem ist zu einem Paradigma für den Signalaustausch zwischen Axonen und Gliazellen geworden. Mäusen mit Nullmutationen in Neuregulin, ErbB2/ErbB3 oder Sox10 fehlen wegen dieser Entwicklungsdefekte die Gliazellen des peripheren Nervensystems. Die ausgeprägte Neurodegeneration, die in solchen Tieren beobachtet wird, zeigt auch, dass nicht nur axonale Signale die Entwicklung der Gliazellen steuern, sondern auch Gliazellen ihrerseits wichtige Signale produzieren, die das Überleben von Nervenzellen steuern.