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Sind wir mehr als die Summe unserer Gene? Die Suche nach der Antwort auf diese Frage liegt in der Verpackung der DNA, die Trägerin unserer Gene ist. Diese Verpackung wird Chromatin genannt. Ein dichter Verpackungsgrad legt Gene still, wohingegen ein geringer Verpackungsgrad Genaktivität ermöglicht. Thomas Jenuwein beschäftigt sich mit den molekularen Mechanismen, die für die Bildung und Veränderung des Chromatins verantwortlich sind. Zum Max-Planck-Tag erläuterte er, wie epigenetische Veränderungen, z. B. chemische Modifizierungen der Histone oder der DNA, plastische Übergänge zwischen diesen beiden Chromatinzuständen bzw. Verpackungszuständen erlauben und somit die Herstellung einer Vielzahl epigenetischer Varianten unseres Genoms ermöglichen.

In unserem Körper finden sich mehr als 250 verschiedene Zelltypen. Sie alle enthalten genau denselben DNA-Strang. Jedoch sehen Leber- oder Nervenzellen sehr unterschiedlich aus und haben zudem sehr verschiedene Eigenschaften. Den Unterschied macht ein Prozess mit dem Namen Epigenetik. Durch diesen werden bestimmte Gene ein- oder ausgeschaltet und Schritt für Schritt die zelltypischen Muster aktiver und inaktiver DNA-Sequenzen für jeden Zelltyp erzeugt. Möglich wird dies, da die nicht DNA frei im Zellkern vorliegt, sondern mit sogenannten Histonproteinen verpackt wird. Asifa Akhtar sucht und erforscht die Moleküle, die diese Verpackung umbauen und dabei helfen die Expression der DNA zu steuern. Am Max-Planck-Tag wird sie davon berichten, wie man sogar ganze Chromosomen ausschaltet und wie diese Erkenntnisse zur Erforschung von Erbkrankheiten relevant werden.

Krankheiten wie Krebs sind auf Mutationen in den Genen zurückzuführen. Epigenetische Therapien könnten zukünftig ohne direkten Eingriff in das Erbgut, allein durch Medikamente, mutierte Gene ausschalten. Michael Lübbert von der Universitätsklinik Freiburg berichtete von der mit dem MPI-IE gemeinsam vorangebrachten Erforschung von Substanzen, die sogenannte „Methylierungsmuster“ der Erbguts verändern. So kann die Aktivität der Gene zugunsten der Patienten umprogrammiert und möglicherweise Verlauf und Schwere von Erkrankungen beeinflusst werden.

Die Max-Planck-Direktorin Erika Pearce befasst sich mit dem Stoffwechsel der T-Zellen, die zum Abwehrsystem des Körpers gehören. Während des Verlaufs einer Immunantwort, wenn der Körper beispielsweise auf eine Infektion oder Krebs reagiert, verändern T-Zellen ihren Stoffwechsel radikal. T-Killerzellen setzen dabei auf Zucker, während die langlebigen T-Gedächtniszellen verstärkt Fettsäuren verbrennen. Dadurch können sie Krankheitserreger effektiv bekämpfen und langfristig vor erneuten Infektionen schützen. Erika Pearce ist auf der Suche nach Wegen T-Zellen mit dem je passenden Stoffwechselprogramm auszustatten, um sie noch schlagkräftiger gegen Erkrankungen zu machen. Am Max-Planck-Abend berichtete sie, wie man zur Diätberaterin von Immunzellen werden kann.

Immunzellen der angeborenen Immunantwort patrouillieren in den Blutgefäßen. Wenn Krankheitserreger in den Körper eindringen und Gewebe infizieren, eilen sie zum beschädigten Gewebe, um die schädlichen Mikroorganismen zu eliminieren und das Gewebe zu schützen. Tim Lämmermann ist den Immunzellen dabei auf der Spur. Er erforscht das Wanderungsverhalten sowie die gewebeinternen Verkehrsregeln mithilfe spezieller Mikroskope und beobachtet, wie die Zellen miteinander kommunizieren. Am Max-Planck-Tag berichtete er von seiner Suche und dem insektenähnlichen Schwarmverhalten, durch das die Immunzellen in der Lage sind, Erreger im infizierten Gewebe gemeinsam zu attackieren.

Vor über 100 Jahren wurde das Vitamin A entdeckt, dem bekanntermaßen für den Stoffwechsel, für den Sehvorgang und viele weitere Körperfunktionen eine große Bedeutung beigemessen wird. Nina Cabezas-Wallscheid forscht an Blutstammzellen, die der Ausgangspunkt für die gesamte Zellneubildung des Blutes und des Immunsystems sind. Sie sucht dabei nach den Mechanismen, die die Blutproduktion anregen bzw. aktive Blutstammzellen in den Ruhezustand versetzen. Retinolsäure, also Vitamin A, und somit entsprechende Ernährungsgewohnheiten scheinen hierbei wichtigen Einfluss auf die Blutstammzellen zu haben. Warum es also Sinn macht, ab und an Karotten oder Leber zu essen und welche Bedeutung dies für den Kampf gegen Leukämie (Blutkrebs) haben könnte, erläuterte Nina Cabezas-Wallscheid in ihrem Vortrag beim großen Max-Planck-Abend in Freiburg.