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Pressemitteilung Nr. 65 | 17. November 2010
DFG richtet elf neue Sonderforschungsbereiche ein

Themen reichen von spontaner Selbstorganisation weicher Materie und neuronaler Systeme über die Entstehung der Milchstraße bis zur Wirkung von Calcium-Ionen-Signalen im Körper

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) richtet zum 1. Januar 2011 elf neue Sonderforschungsbereiche (SFB) ein. Dies beschloss der zuständige Bewilligungsausschuss jetzt auf seiner Herbstsitzung in Bonn. Die neuen SFB werden mit insgesamt 94,4 Millionen Euro (inklusive einer 20-prozentigen Programmpauschale für indirekte Kosten der Projekte) zunächst für eine erste Förderperiode von vier Jahren gefördert.

Forschungsthemen der neuen SFB sind unter anderem effizientere Auftriebssysteme für Verkehrsflugzeuge und neue Analyseverfahren für das Filtern von Informationen aus großen Datenmengen. Weitere Verbünde befassen sich mit grundlegenden Fragestellungen aus der Astrophysik, Immun- und Zellbiologie. Eines der neuen Projekte ist ein SFB/Transregio (TRR), der sich auf mehrere Forschungsstandorte erstreckt.

Zusätzlich stimmte der Bewilligungsausschuss für die Verlängerung von 15 SFB für jeweils eine weitere vierjährige Förderperiode. Die DFG fördert damit ab Januar 2011 insgesamt 238 Sonderforschungsbereiche.

Die neuen SFB im Einzelnen (in der Reihenfolge ihrer Sprecherhochschule):

In dynamischen Systemen der Physik, Chemie und Biologie bilden sich zeitliche, räumliche oder raum-zeitliche Strukturen häufig ganz spontan und fern vom thermodynamischen Gleichgewicht. Die sogenannte Selbstorganisation dieser Strukturen will der SFB 910 „Kontrolle selbstorganisierender nichtlinearer Systeme: Theoretische Methoden und Anwendungskonzepte“ erforschen und kontrollieren. Dafür sollen neue Kontrollkonzepte und -methoden entwickelt und im Zuge von Simulationen und Modellierungen auf ausgewählte Systeme angewandt werden. Dabei wollen die Forscherinnen und Forscher verschiedene Kontrollbegriffe aus dem Bereich der nichtlinearen Dynamik und Chaoskontrolle, der klassischen Steuerungs- und Optimierungstheorie und der Quantenkontrolle zusammenführen. Untersuchungsschwerpunkte sind Halbleiterquantenstrukturen, weiche Materie und neuronale Systeme.
(Sprecherhochschule: Technische Universität Berlin, Sprecher: Professor Dr. Eckehard Schöll – außerdem beteiligt: Freie Universität Berlin; Humboldt-Universität zu Berlin; Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft; Physikalisch-Technische Bundesanstalt; Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik, alle Berlin)

Der SFB 880 „Grundlagen des Hochauftriebs künftiger Verkehrsflugzeuge“ will die wissenschaftliche Basis für eine neue Gattung ziviler, lärmarmer Flugzeuge schaffen. Sie sollen durch neuartige, effiziente Hochauftriebssysteme angetrieben werden, die nicht nur die Lärmbelastung reduzieren können, sondern auch das Starten und Landen auf kurzen Landebahnen ermöglichen, womit sich das Flugzeug als Verkehrsmittel besser in stadtnahe Gebiete integrieren ließe. Der neue SFB will die Effizienz des aktiven Hochauftriebssystems vor allem dadurch steigern, dass die benötigte Leistung für das Ausblasen über die Hochauftriebsklappen verringert wird. Dafür sollen durch die Innovation eines formvariablen Tragflügels, durch Erforschung der Synergien zwischen Absaugen und Ausblasen eines pneumatisch-autonomen, aktiven Hochauftriebssystems und durch die Ausnutzung der Potenziale der Strömungsregelung Auftriebsbeiwerte bis zum Doppelten des heute Üblichen ermöglicht werden.
(Sprecherhochschule: Technische Universität Braunschweig, Sprecher: Professor Dr.-Ing. Rolf Radespiel – außerdem beteiligt: Universität Hannover, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Braunschweig)

In der Wissenschaft, aber auch in vielen anderen Bereichen, wie der Verkehrsnavigation, stehen immer größere Datenmengen zur Verfügung. Bislang mangelt es jedoch an effizienten Methoden, verlässlich Informationen aus den Daten zu gewinnen – die Datensätze sind schon aufgrund ihrer Größe und Menge nur sehr eingeschränkt in akzeptabler Zeit prozessierbar. Benötigt werden deshalb innovative Verfahren zur intelligenten und ressourcenschonenden Datenanalyse. Der SFB 876 „Verfügbarkeit von Information durch Analyse unter Ressourcenbeschränkung“ will solche Verfahren verbessern und entwickeln. Dabei setzt man zum einen auf die Methodenentwicklung und -verbesserung, zum anderen auf deren Einsatz insbesondere in Eingebetteten Systemen.
(Sprecherhochschule: Technische Universität Dortmund, Sprecherin: Professorin Dr. Katharina Morik – außerdem beteiligt: Universität Duisburg-Essen; Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften e.V., Dortmund)

Die Verarbeitung von Sinnesreizen bildet die Grundlage für unsere Interaktion mit der Umwelt. Spezialisierte Signalmaschinerien befähigen die Sinneszellen und sensorischen Neurone zu dieser Verarbeitung – Dysfunktionen sind folgenreich. Der SFB 889 „Zelluläre Mechanismen sensorischer Verarbeitung“ will die Mechanismen synaptischer Übertragung sowie die Funktion sensorischer neuronaler Netzwerke auf verschiedenen Ebenen untersuchen: von der Rolle, die Proteinkomplexe bei der sensorischen Verarbeitung und ihren Störungen spielen, bis hin zum Verhalten. Dabei werden verschiedene Spezies – Fliegen, Mäuse, Primaten – und Sinnesmodalitäten – Sehen, Hören, Riechen, Fühlen – betrachtet. Diese breite Grundlage soll den Zugang zur Untersuchung von generellen Prinzipien und spezialisierten Mechanismen der Sinnesfunktion ermöglichen.
(Sprecherhochschule: Universität Göttingen, Sprecher: Professor Dr. Tobias Moser – außerdem beteiligt: Deutsches Primatenzentrum,; Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie; Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation; Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin, alle Göttingen; Weizmann Institute of Science, Rehovot (Israel))

Die Erforschung der Selbstorganisation, Kooperativität und nichtlinearen Dynamik weicher Materie ist das Anliegen des SFB 937 „Kollektives Verhalten von weicher und biologischer Materie“. Beispiele für zu untersuchende Objekte sind Aktinnetzwerke, Biomembranen oder Zellen. Zu ihrer Untersuchung verwenden die Forscherinnen und Forscher Methoden und Konzepte der statistischen Physik und nichtlinearen Dynamik. Dabei soll etwa durch die Betrachtung der Adhäsion von Membranen oder der Teilungsdynamik von Zellen ein übergreifendes Bild von der Physik biologischer Materie gezeichnet werden. Insgesamt will der SFB zum besseren Verständnis der Phänomene in Polymernetzwerken und Biomembranen beitragen – eine wichtige Voraussetzung, um die komplexe Organisation und Dynamik zellulärer Einheiten beschreiben zu können.
(Sprecherhochschule: Universität Göttingen, Sprecherin: Professorin Dr. Annette Zippelius – außerdem beteiligt: Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation; Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie, beide Göttingen)

Die Milchstraße ist eine typische Spiralgalaxie und gehört damit zur häufigsten Klasse massereicher Galaxien im Universum. Für die modellhafte Erforschung der astrophysikalischen Entwicklungsprozesse eignet sie sich besonders gut – nicht zuletzt auch wegen der günstigen Beobachtungsposition. Davon ausgehend widmet sich der SFB 881 „Das Milchstraßensystem“ der Frage nach der Entstehung und Funktionsweise der Milchstraße, um fundamentale Prinzipien der Galaxienbildung zu klären. Dafür sollen Sterne als fossile Anzeiger der chemischen und dynamischen Entwicklungsgeschichte genutzt und der kosmische Materiekreislauf verfolgt werden.
(Sprecherhochschule: Universität Heidelberg, Sprecherin: Professorin Dr. Eva K. Grebel; außerdem beteiligt: Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg; Heidelberg Institut for Theoretical Studies)

Immunbiologie ist das Oberthema des SFB 938 „Milieuspezifische Kontrolle immunologischer Reaktivität“. In ihm geht es um die molekulare Analyse immunologischer Prozesse in verschiedenen Geweben und Organen vor allem des Menschen sowie weiterer Modellorganismen. Im Mittelpunkt stehen dabei die funktionellen Anpassungsprozesse der immun-kompetenten und sehr mobilen Zellen an ihren jeweiligen Aufenthaltsort im Körper. Mit dem Wissen über diese Reaktionen lassen sich die Immunprozesse auch gezielt beeinflussen. Das Forschungsprogramm hierzu beinhaltet sowohl qualitative als auch quantitative Untersuchungen und verspricht einen Einstieg in die personalisierte Medizin und die klinische Anwendung.
(Sprecherhochschule: Universität Heidelberg, Sprecher: Professor Dr. Stefan Meuer – außerdem beteiligt: Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Heidelberg)

Mehrkernige metallorganische Verbindungen aus verschiedenen Metallen zeigen oft eine kollektive und kooperative Wechselwirkung der Metallzentren. Das Verständnis der elektronischen Kopplung solcher Metallatome ist ein fundamentales Anliegen in den Molekülwissenschaften. Der in Kaiserslautern und Karlsruhe angesiedelte SFB/TRR 88 „Kooperative Effekte in homo- und heterometallischen Komplexen (3MET)“ will speziell die Wechselwirkungen in neuen heterometallischen Komplexen mit wenigen Übergangsmetallatomen untersuchen. Im Mittelpunkt stehen die magnetischen, katalytischen und photonischen Eigenschaften dieser Komplexe. Die Aggregate sind in ihren Struktur-Eigenschaftsbeziehungen noch weitgehend unverstanden – sie bieten jedoch ein großes Potenzial für Anwendungen, etwa als schaltbare Molekülmagnete, als Katalysatoren und als optische Funktionsmaterialien.
(Sprecherhochschule: Technische Universität Kaiserslautern, Sprecher: Professor Dr. Gereon Niedner-Schatteburg – weiterer Antragsteller: Karlsruher Institut für Technologie (KIT))

Grundlegende Prozesse im interstellaren Raum sind Thema des SFB 956 „Bedingungen und Auswirkungen der Sternentstehung – Astrophysik, Instrumentierung und Labor“. Er befasst sich mit den bislang nur wenig aufgeklärten physikalischen und chemischen Bedingungen, durch die sich die interstellare Materie zu dichten Wolken zusammenballt und am Ende neue Sterne entstehen. Das Forschungsprogramm reicht dabei von der großräumigen Ausbreitung der Strahlung und Stoßwellen bis zur Mikrophysik der Reaktionsprozesse. Dabei soll gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in der Schweiz und den USA die spektrale Signatur dieser Phänomene nun im sub-mm- und infraroten Bereich untersucht werden.
(Sprecherhochschule: Universität Köln, Sprecher: Professor Dr. Jürgen Stutzki – außerdem beteiligt: Universität Bonn; Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn; Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Schweiz; University of Michigan, USA)

Der Begriff der Mikrokompartimente wird in der molekularen Biologie bislang zur Beschreibung bestimmter prokaryontischer Multiproteinkomplexe mit metabolischer Funktion genutzt. Der SFB 944 „Physiologie und Dynamik zellulärer Mikrokompartimente“ erweitert diese Definition nun auf alle Zellen und definiert als Mikrokompartimente funktionelle Einheiten, die durch die Ansammlung von Proteinen und Lipiden in einer dynamischen Mikroumgebung gebildet werden, um sie von Organellen und quartären Proteinstrukturen zu unterscheiden. Die Forscherinnen und Forscher richten ihren Blick auf die Funktion, Regulation und dynamische Zusammensetzung von ausgewählten Mikrokompartimenten, um Grundprinzipien ihrer Funktionsweise abzuleiten. Im Fokus stehen etwa Signaltransduktion, Membranproteinkomplexe oder Zellkontakte.
(Sprecherhochschule: Universität Osnabrück, Sprecher: Professor Dr. Christian Ungermann – außerdem beteiligt: Universität Münster)

Der Empfang, die Umwandlung und die Weiterleitung von Informationen gehören zu den elementaren Funktionen biologischer Systeme. Zu den wichtigsten Signalmolekülen gehören dabei Calcium-Ionen. Sie stehen im Fokus des SFB 894 „Ca2+-Signale: Molekulare Mechanismen und Integrative Funktionen“. Er will die Bedeutung subzellulärer Ca2+-Signale in Zellen und im Hinblick auf das physiologische Verhalten ganzer Organe klären. Dabei reicht der Bogen von den molekularen Mechanismen der Signalentstehung bis zur Signalwirkung auf den gesamten Körper. Im Einzelnen sollen die Entstehung und der Verlauf elementarer Ca2+-Signale in Zellen des Immunsystems, des zentralen Nervensystems, des Herz-Kreislauf-Systems, des sensorischen Systems und des neuroendokrinen Systems untersucht werden.
(Sprecherhochschule: Universität des Saarlandes, Sprecher: Professor Dr. Jens Rettig)

Weiterführende Informationen

Weitere Informationen erteilen die Sprecher der Sonderforschungsbereiche.

Ansprechpartner in der DFG-Geschäftsstelle:

  • Dr. Klaus Wehrberger,
    Leiter der Gruppe Sonderforschungsbereiche, Forschungszentren, Exzellenzcluster,
    Tel. +49 228 885-2355,
    Klaus.Wehrberger@dfg.de

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