Prof. Dr. Georg Nagel

Uni-Prof. Dr. Georg Nagel (Leiter)

Yundan Wang (Doktorandin)

Photorezeptoren und Optogenetik:

Nicht nur Tiere können Licht über Photorezeptoren wahrnehmen, sondern auch Mikroben und Pflanzen. Die Erforschung von mikrobiellen Photorezeptoren wurde erstmals erleichtert durch Expression (von Bakteriorhodopsin) in tierischen Zellen (Nagel et al., 1995, FEBS Lett.). Durch Expression in Oozyten entdeckten wir auch die Funktion von Licht-gesteuerten Kationen-Kanälen aus der einzelligen Grünalge Chlamydomonas reinhardtii, die wir Channelrhodopsin-1 (ChR1) (Nagel et al., 2002, Science) und ChR2 (Nagel et al., 2003, PNAS) nannten. Wir zeigten eine starke, Licht-induzierte Membran-Depolarisation nach Expression von ChR2 in menschlichen (HEK293) und anderen Zellen und, in Kollaboration mit Neurowissenschaftlern, Licht-induzierte Aktionspotentiale (Boyden et al., 2005, Nat. Neurosci.) und Licht-gesteuertes Verhalten von Fadenwürmern (Nagel et al., 2005, Curr. Biol.). Die Licht-Aktivierung von Neuronen mithilfe von ChR2 wurde dann Optogenetik genannt und mittlerweile tragen zur Optogenetik eine Vielzahl von natürlichen und synthetischen Photorezeptoren bei, die teilweise auch von uns erstmals beschrieben wurden. Unsere Gruppe ist an der Charakterisierung und Generierung von Photorezeptoren, sowie an ihrer Anwendung in Zellen und lebenden Organismen interessiert.

Projekte

• Mikrobielle Rhodopsine: Channel-Rhodopsine und Pump-Rhodopsine

• Licht-aktivierte Cyclasen: PAC & Cyclop

• Verbesserte optogenetische Werkzeuge: Charakterisierung neuer Rhodopsine und Engineering von neuartigen Merkmalen in bestehende Photorezeptoren (gefördert über TR166 bis Juni 2020)

• platelet optogenetics (funded until June 2022 by by TR 240)

Lehre

Publikationen