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Entwicklung und Verhalten von Wirbeltieren

Wir untersuchen die Mechanismen der Embryonalentwicklung und der Regulation des Schlafes bei Wirbeltieren.

Obwohl die Forschung in den letzten dreissig Jahren zu einem enormen Wissenszuwachs geführt hat, verstehen wir bis heute nur oberflächlich, wie sich aus einer einzelnen befruchteten Eizelle ein vollständiges Lebewesen entwickelt, und wie das Gehirn komplexe Verhaltensweisen steuert. Um diese Fragen zu beantworten, untersuchen wir die Embryogenese und die Regulation des Schlafes bei Wirbeltieren.

Die embryonale Entwicklung 
Während der Entwicklung eines Organismus bekommen Zellen ihre Identität zugewiesen und wandern an ihren Bestimmungsort. So entsteht der Embryo mit all seinen funktionellen Organen. Wir versuchen die molekularen und zellulären Mechanismen zu verstehen, die diesem Prozess zugrunde liegen. Wie bewegen sich Signale durch Zellschichten und wie beeinflusst die Signalkonzentration die Entwicklung der Zelle? Wie bilden sich spezialisierte Zelltypen heraus? Wie gelangen die Zellen zur richtigen Zeit an den richtigen Ort? Und wie robust und flexibel ist die Embryogenese? Wir gehen diesen Fragen am Zebrafisch nach und verwenden dafür genetische, genomische, biophysikalische und mikroskopische Verfahren.

In jüngster Zeit haben wir Einzelzell-Technologien entwickelt, mit denen wir die Abstammungs- und die Entwicklungsbahnen von Tausenden von Zellen rekonstruieren können. Wir verwenden diese Methoden, um Stammbäume zu erstellen, welche die wichtigsten Entscheidungen aufzeigen, die Zellen während der Differenzierung zu treffen haben. Unser langfristiges Ziel ist es, die Statistiken der Entwicklung zu verstehen.


Schlaf und Wachzustand
Etwa ein Drittel unseres Lebens verbringen wir schlafend. Die Mechanismen, die den Schlaf und die Wachzustände steuern, sind nach wie vor weitgehend unbekannt. Wir wollen die Moleküle und Nervenzellen identifizieren, die den Schlaf regulieren und herausfinden, welche Neuropeptide den Schlaf- und Wachzustand steuern. Welche Neuronen erkennen Schlafmangel und fördern den erholsamen Schlaf? Welche Rolle spielen die Gene, die an menschlichen Schlafstörungen beteiligt sein könnten? Auch hier setzen wir genetische, genomische und mikroskopische Verfahren ein und untersuchen damit das Schlafverhalten bei Fischen und Mäusen. 

Alex Schier forscht derzeit an der Harvard University in Cambridge, USA und ist Direktor des Biozentrums. Sein Labor wird 2019 in das neue Gebäude des Biozentrums einziehen.

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