Bilder aus der Wissenschaft

Unsere schutzrechtlich gesicherten Technologien und Know-how sind so vielfältig wie die Max-Planck-Institute selbst und umfassen Erfindungen aus verschiedensten Forschungsfeldern von der Astronomie bis hin zur Zellbiologie. Grundlage für unsere Innovationen sind die Forschungsarbeiten von mehr als 15.000 Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen, Gastwissenschaftlern und Gastwissenschaftlerinnen sowie Stipendiaten und Stipendiatinnen im Bereich der Grundlagenforschung, die international höchstes Ansehen genießen.

Mit den folgenden Bildern möchten wir Ihnen einen Einblick in die Forschungslandschaft der Institute geben.

Die Zukunft der Energie im Blick: Sibylle Günter, Wissenschaftliche Direktorin, im Tokamak ASDEX Upgrade, dem "Axialsymmetrische Divertor-Experiment" und eine der größten deutschen Fusionsanlagen. ASDEX Upgrade soll Kernfragen der Fusionsforschung unter kraftwerksähnlichen Bedingungen untersuchen und die physikalischen Grundlagen für ITER und DEMO erarbeiten. Dazu sind wesentliche Plasmaeigenschaften, vor allem die Plasmadichte, der Plasmadruck und die Belastung der Wände, den Verhältnissen in einem späteren Fusionskraftwerk angepasst (© Axel Griesch/MPI für Plasmaphysik)
Mit Farbstofflasern lassen sich Luftverschmutzungen vor Ort analysieren und stratosphärische Ozon-Konzentrationen messen - entwickelt und erforscht wurden solche Laser u.a. am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen (© Wolfgang Filser/MPI für biophysikalische Chemie)
Die Wissenschaftler am Fritz-Haber-Institut untersuchen zum einen die prinzipiellen Eigenschaften von Atomen, Molekülen und Elektronen. Ihre Erkenntnisse erklären auch das Verhalten dieser Teilchen in chemischen Reaktionen. Zum anderen wollen die Forscher besser verstehen, wie die Strukturen von Grenzflächen – etwa die Oberfläche eines Katalysators – chemische Reaktionen beeinflussen. Dieses Verständnis ist nötig, um leistungsfähigere Katalysatoren für die chemische Industrie zu entwickeln (© David Ausserhofer/Fritz-Haber-Institut)
Dank der Forschung am MPI für evolutionäre Anthropologie liegt erstmals eine Version der Genomsequenz einer ausgestorbenen Menschenart vor. Die Forscher in Leipzig präsentierten 2010 gemeinsam mit einem internationalen Forschungsteam einen ersten Entwurf der Gensequenz des vor rund 30.000 Jahren ausgestorbenen Neandertalers. Erste Analysen von vier Milliarden Basenpaaren weisen darauf hin, dass Neandertaler im Genom einiger moderner Menschen Spuren hinterlassen haben. Den Großteil der DNA für ihre Untersuchung gewannen die Forscher aus Knochenfragmenten dreier weiblicher Neandertaler, die in der Vindija-Höhle in Kroatien ausgegraben wurden (© Frank Vinken/MPI für evolutionäre Anthropologie)
Ein Wissenschaftler am MPI für Entwicklungsbiologie angelt Fische für seine Untersuchung. Guter Geschmack, wenig Schuppen und ein hoher Rücken, der den Teller ausfüllt: Der Spiegelkarpfen ist seit Jahrtausenden ein beliebter Speisefisch. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen haben das Geheimnis gelüftet, warum der Fisch keine Schuppen hat. Das Phänomen ist auf eine Genverdopplung zurückzuführen. Während eine Kopie eines für viele verschiedene Funktionen notwendigen Gens mutiert ist und somit die fehlenden Schuppen verursacht, sichert die intakte Kopie das Überleben des Fisches. Die Forscher haben damit einen Beweis dafür gefunden, dass Reserve-Gene eine wichtige Rolle in der Evolution der Arten spielen (© Bernd Schuller/MPI für Entwicklungsbiologie)
Wie schaffen es Taufliegen eigentlich, innerhalb kürzester Zeit eine Obstschale oder ein mit süffigem Rotwein gefülltes Glas ausfindig zu machen? Die Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena wollen dem Geruchssystem der kleinen Fliege mit ausgefeilter Messtechnik auf die Spur kommen (© Norbert Michalke/MPI für chemische Ökologie)
Wissenschaftlerin der Abteilung für evolutionäre Neuroethologie am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena entnimmt einen Behälter mit Fruchtfliegen aus einem Brutschrank (© Bastian Ehl/MPI für chemische Ökologie)
Eine Wissenschaftlerin am MPI für chemische Ökologie begutachtet Bakterienkolonien, die in einer Kulturschale gewachsen sind. Daran kann sie erkennen, wie erfolgreich die Bakterien sich vermehrt haben. Bei den Untersuchungen im Labor wurde festgestellt, dass Bakterien miteinander kooperieren können. Viele Bakterien sind Teil eines Netzwerks, das sie sogar mit anderen Bakterienarten verbindet (© Anna Schroll/MPI für chemische Ökologie)
Am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik beschäftigen sich die Forscher mit allen möglichen Objekten außerhalb der Erde und setzen dabei Schwerpunkte. So untersuchen sie unsere Milchstraße, in deren Zentrum sie vor einigen Jahren ein gigantisches schwarzes Loch dingfest gemacht haben, studieren Physik und Dynamik der interstellaren Materie oder die Entwicklung von Galaxien, beobachten unvorstellbar weit entfernte Gammablitze und ergründen die Theorie komplexer Plasmen. Plasmen werden auch in verschiedenen Experimenten untersucht, so zum Beispiel unter Schwerelosigkeit auf der internationalen Raumstation ISS, aber auch im Schwerefeld der Erde, wie in diesem Bild gezeigt wird (© Axel Griesch/MPI für extraterrestrische Physik)
Wirbel im Visier: Wissenschaftler vom MPI für Dynamik und Selbstorganisation an einem der Experimente, mit denen die Max-Planck-Wissenschaftler das Entstehen von Turbulenz in Rohrströmungen erforschen (© Frank Vinken/MPI für Dynamik und Selbstorganisation)
Wissenschaftler am MPI für Infektionsbiologie entdeckten einen zuvor unbekannten Mechanismus: Neutrophile Granulozyten, Abwehrzellen des menschlichen Immunsystems, können eine Art Netz auswerfen, mit dem sie Bakterien fangen und außerhalb der Zelle abtöten. In den gelben Netzen verfangen sich die roten Eindringlinge - hier Shigella-Bakterien (© Volker Brinkmann/MPI für Infektionsbiologie)
2016 haben Wissenschaftler zum ersten Mal Kräuselungen der Raumzeit, sogenannte Gravitationswellen, beobachtet, die – ausgelöst von einem Großereignis im fernen Universum – die Erde erreichten. Diese Beobachtung bestätigt eine wichtige Vorhersage der von Albert Einstein im Jahr 1915 formulierten Allgemeinen Relativitätstheorie. Sie öffnet gleichzeitig ein neues Fenster zum Kosmos. Kollision im Computer: Diese Simulation zeigt die beiden schwarzen Löcher mit 29 und 36 Sonnenmassen, die einander umtanzen und in wenigen Augenblicken miteinander verschmelzen werden. Dabei strahlen sie Gravitationswellen ab – die in irdischen Detektoren beobachtet wurden (© Serguei Ossokine, Alessandra Buonanno/MPI für Gravitationsphysik, wissenschaftliche Visualisierung: Werner Benger/Airborne Hydro Mapping GmbH)
Polymere beeinflussen in fast jedem modernen Werkstoff die Eigenschaften des Materials. Polymere sind chemische Verbindungen, die aus langen Molekülketten oder stark verzweigten Molekülen bestehen. Forscher erhoffen sich, durch ihren Einsatz in Zukunft völlig neue Materialien umweltverträglich herstellen zu können (© Helmut Cölfen, Shu Hong Yu, Jürgen Hartmann/MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung)
Bei 525 Grad Celsius dampfen Naturwissenschaftler Gold auf eine Siliziumscheibe und setzen sie anschließend einem Siliziumdampfstrahl aus. An den Stellen, wo sich die Goldtropfen befinden, beginnen die Nanodrähte in die Höhe zu wachsen. Solche Experimente am MPI für Mikrostrukturphysik mit dem Halbleitermaterial Silizium ermöglichen die Entwicklung zukunftsträchtiger elektronischer Bauteile (© Luise Schubert, Peter Werner/MPI für Mikrostrukturphysik)
Die Wechselwirkung von Licht und Materie unter kontrollierten Bedingungen ist das gemeinsame Kennzeichen der fünf wissenschaftlichen Abteilungen am Max-Planck-Institut für Quantenoptik. Der kontrollierte Einfang einzelner Photonen und Atome und ihre Wechselwirkung miteinander stehen im Zentrum der Abt. Quantendynamik, die damit den Grundstein für zukünftige Quantencomputer legt. Das Konzept des Quantencomputers beruht auf einer Ionenfalle (Bild), in der elektrisch geladene und gekühlte Atome mit elektrischen Feldern eingefangen und mit Laserstrahlen manipuliert werden. Es gibt bereits klein-skalige Prototypen von Quantencomputern, die mit Ionenfallen realisiert worden sind (© MPI für Quantenoptik)
Eine Blüte vergeht, während Samen gedeihen: Wachstum und Alterung der einzelnen Teile einer Pflanze müssen genau aufeinander abgestimmt sein. Dies geschieht durch die Bildung von Signalstoffen und den Austausch von Stoffwechselprodukten. Diese Stoffe werden gebildet, wenn die jeweiligen Gene aktiv sind. Die Genaktivität wird durch Transkriptionsfaktoren reguliert, d.h. Proteine, die bewirken, dass ein Gen auf der DNA abgelesen wird. Das Bild zeigt eine Blüte der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), bei der Max-Planck-Forscher des MPI für molekulare Pflanzenphysiologie die Aktivität eines am Altern beteiligten Transkriptionsfaktors mit der Bildung eines blauen Farbstoffs verknüpft haben. So können sie die Alterungsprozesse organspezifisch untersuchen (© Salma Balazadeh, Bernd Müller-Röber/ MPI für molekulare Pflanzenphysiologie)
Mikroskopischer Querschnitt durch die Niere. Zu sehen sind Filtrationsröhrchen, die so genannten Tubuli. In deren Zellwänden liegen Proteine, die als Wassertransporter (grün) und als Natriumtransporter (rot) aktiv sind. Die Zellkerne leuchten blau (© MPI für Herz- und Lungenforschung)
Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie in Golm bei Potsdam ermitteln mit Hilfe von Fluoreszenzmessungen die Fotosyntheserate, hier an einem Blatt der Ackerschmalwand (© David Ausserhofer/MPI für molekulare Pflanzenphysiologie)
Pojekt „EPN Technologie“ am Life Science Inkubator: EPN bzw. ProNaCell entwickelt mit den sogenannten "Encapsulated Protein Nanoparticles" (EPN) Wirkstofftransporter, die auf entsprechende Zielzellen programmiert werden können. Diese Nanohüllen, die den sicheren Transport eines eingeschlossenen Wirkstoffs sowie seine verlässliche Abgabe in die Zelle gewährleisten, sollen in einem ersten Schritt für die Behandlung seltener Erkrankungen wie z.B. der zystischen Fibrose oder alpha-1-Antitrypsin-Defizienz entwickelt werden. Darüber hinaus ist es im Bereich onkologischer Erkrankungen (NSCLC, AML) einsetzbar, für die zurzeit keine wirksame Therapie existiert. Hier zu sehen ein Mitarbeiter am Pipettier-Roboter (© Jürgen Seidel/Life Science Inkubator GmbH)
Mitarbeiterin des Life Science Inkubators am Fluoreszenzmikroskop. Die Life Science Inkubator GmbH, die seit 2009 in Bonn und seit 2013 in Dresden operativ tätig ist, nimmt Erfolg versprechende Gründungsprojekte in ihren Räumlichkeiten auf und bietet Gründern mit zukunftsträchtigen Ideen das bestmögliche Umfeld. Innovative Forschungsvorhaben aus den Bereichen Pharma, Biotechnologie und Medizintechnik werden zur Gründungsreife weiterentwickelt. Zusätzlich erhalten die Forscher das betriebswirtschaftliche Know-how, um als Unternehmer erfolgreich am Markt zu agieren (© Jürgen Seidel/Life Science Inkubator GmbH)
Projekt NANOSCOPIX am Life Science Inkubator: Fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen finden in der Biologie und Medizin eine breite Anwendung. Beispielsweise lassen sich damit Krankheitserreger diagnostizieren und analysieren, Zellen darstellen oder Antikörper nachweisen. Mit Hilfe der von NanoscopiX entwickelten Kühlkammer können bei Tiefsttemperaturen die Eigenfluoreszenzsignale spezifischer Moleküle sichtbar gemacht werden. Der große Vorteil dieser Methode ist, dass aufgrund des physikalischen Ansatzes nahezu alle Biomoleküle damit untersucht werden können. Möglich ist auch der Einsatz in der diagnostischen Analytik während oder nach z. B. einer Biopsie (© Jürgen Seidel/Life Science Inkubator GmbH)
Das Lead Discovery Center (LDC) wurde im Jahr 2008 durch eine Initiative des Technologie-Transfer-Unternehmens Max-Planck-Innovation (MI) gegründet, um das Potenzial exzellenter Grundlagenforschung auf der Suche nach neuen Therapien von Krankheiten mit hohem medizinischen Bedarf besser zu nutzen. Ziel des LDC ist es, aussichtsreiche Forschungsprojekte professionell in die Entwicklung innovativer Medikamente zu überführen. Mit einem interdisziplinären Team aus erfahrenen Wissenschaftlern, Arzneimittelforschern, Pharmakologen und Projektmanagern deckt das LDC den höchsten Industriestandards entsprechend alle erforderlichen Bereiche für die Wirkstoffforschung ab: von der biologischen Zielstruktur (Target) bis hin zur chemischen Leitstruktur (Lead). © Lutz Kampert/Lead Discovery Center GmbH
Wissenschaftlicher Mitarbeiter des Lead Discovery Centers bei der Bestückung eines Massenspektrometers. In der Wirkstoffforschung werden Massenspektrometer dazu eingesetzt, Targets zu identifizieren und validieren. Diese Targets bilden die Basis für neue therapeutische Wirkstoffe. Massenspektrometer liefern bei der Untersuchung wichtige Informationen über untersuchte Proteine und Peptide und sorgen sie für eine größere Prozesseffizienz (© Lutz Kampert/Lead Discovery Center GmbH)
Eine Wissenschaftlerin am Lead Discovery Center beim Blotting: Hierbei können bestimmte Moleküle nachgewiesen werden, in dem man z.B. Proteine von einem Elektrophorese-Gel auf eine Zielmembran überträgt (© Lutz Kampert/Lead Discovery Center GmbH)
Die RESOLFT-Mikroskopie (engl.: reversible saturable optical fluorescent transitions) ist eine Gruppe von lichtmikroskopischen Verfahren, bei der man besonders scharfe Bilder erhält. Mit der Technologie wird die in der Mikroskopie seit Jahrhunderten als unüberwindbar geltende Beugungsgrenze der Auflösung durchbrochen und eine Auflösung in der Größenordnung eines Farbstoffmoleküls, d. h. von ein oder zwei Nanometern ermöglicht. Die Parallelisierte RESOLFT-Nanoskopie erlaubt ein sekundenschnelles Abbilden lebender Zellen. Das Bild zeigt eine RESOLFT Messung von PtK2 Zellen, die das Fusionsprotein Keratin 19-rsEGFP(N205S) exprimieren. Es basiert auf 144 Einzelaufnahmen, die gesamte Aufnahmedauer liegt in der Größenordnung einer Sekunde (© Andrij Chmyrov, Stefan Hell/MPI für biophysikalische Chemie)
Das Leica TCS SP8 STED 3X Höchstauflösungsmikroskop beruht auf dem STED (STimulated Emission Depletion)-Prinzip, das von Nobelpreisträger Stefan Hell entwickelt wurde. Es bietet eine schnelle, intuitive und rein optische Möglichkeit, subzelluläre Strukturen und Prozesse im Nanometer-Maßstab zu untersuchen. STED Höchstauflösung wird den Anforderungen der täglichen Forschung gerecht und ermöglicht zudem Lebendzellstudien kleinster Details. Das TCS SP8 STED 3X deckt das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts ab und öffnet die Tür zur Höchstauflösung in allen Raumrichtungen (© Leica Microsystems)
Hightech statt grünem Daumen: Keimlinge von Arabidopsis-Varianten am MPI für molekulare Pflanzenphysiologie werden unter standardisierten Bedingungen gezogen, um die Funktionen der verschiedenen Gene zu entschlüsseln (© Norbert Michalke/MPI für molekulare Pflanzenphysiologie)
1984 entwickelten Wissenschaftler um Prof. Jens Frahm am MPI für Biophysikalische Chemie in Göttingen das so genannte FLASH-Verfahren (Fast Low Angel SHot), das es ermöglichte, die Untersuchungszeiten in der magnetischen Kernspintomographie um das hundertfache zu verkürzen und sogar Filme aufzunehmen (© Irene Böttcher-Gajewski / MPI für biophysikalische Chemie)
Sutent® ist ein Krebsmedikament mit einem neuen Wirkprinzip: Durch die gleichzeitige Blockade mehrerer molekularer Zielmoleküle (sog. „Multi-Spezifität“), die für die Krebsentstehung von essentieller Bedeutung sind, adressiert es besonders effizient die Komplexität der Tumorgenese. Prof. Axel Ullrich und sein Team am Max-Planck-Institut für Biochemie haben den Bedarf für ein multi-spezifisches Krebsmedikament erkannt und ein Konzept entwickelt, wie gezielt in den komplexen Mechanismus der Tumorentwicklung eingegriffen werden kann (© Axel Griesch / MPI für Biochemie)