Exzellent erklärt - Spitzenforschung für alle

By Die 57 Exzellenzcluster DeutschlandsScience Technology Life Sciences

Exzellent erklärt - Spitzenforschung für alle episodes

August 01, 2023 Dynamik – Geometrie – Struktur: Mathematik zwischen Theorie und Anwendung
Mathematik steckt in Kernspintomographen, Kryptografie, Klimamodellen, im GPS. Doch nicht nur diese und viele weitere Anwendungen, die uns im Alltag begegnen, auch die mathematische Theorie an sich ist Gegenstand aktueller mathematischer Forschung. In dieser Folge werfen wir mit Prof. Gustav Holzegel und Prof. Eva Viehmann vom Exzellenzcluster „Mathematik Münster“ einen Blick auf das riesige, breitgefächerte Forschungsfeld der Mathematik. Was unterscheidet die Mathematik von allen anderen Wissenschaften? Die beiden Forscher:innen geben Einblicke in ihre Spezialgebiete und in ihren Arbeitsalltag. Sie sprechen über ihre Motivation, über Glücksgefühle und Frust beim Forschen und warum es in der Mathematik so wichtig ist, über den Tellerrand des eigenen Gebietes zu schauen.
Die Expert:innen
Gustav Holzegel ist Humboldt-Professor an der Universität Münster und hat eine sogenannte „Bridging the Gaps“-Professur am Exzellenzcluster Mathematik Münster inne. Seine Forschung schlägt Brücken zwischen angewandter und theoretischer Mathematik sowie zur Physik. Er arbeitet an einem Programm, die Stabilität von Schwarzen Löchern aus den mathematischen Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu beweisen.
Eva Viehmann ist Professorin für Arithmetische Geometrie am Mathematischen Institut der Universität Münster. Ihre Forschung ist Teil des Langlands-Programm, an dem seit Jahrzehnten Mathematiker:innen aus aller Welt gemeinsam arbeiten und das an der Schnittstelle mehrerer Teilgebiete der theoretischen Mathematik liegt. Dafür nutzt sie Methoden aus der Zahlentheorie, der Geometrie und der Darstellungstheorie.
Der Cluster
Rund 190 Wissenschaftler:innen forschen am Exzellenzcluster „Mathematik Münster: Dynamik – Geometrie – Struktur“ der Universität Münster an grundlegenden mathematischen Fragen, die wiederum die Basis bilden für wissenschaftlichen, wirtschaftlichen und technologischen Fortschritt. Der Exzellenzcluster hat das Ziel, Mathematiker:innen aus verschiedenen Teilgebieten zu vernetzen, um auf diese Weise neue, innovative Forschungsansätze zu ermöglichen. Besonders die Verknüpfung zwischen angewandter und theoretischer Mathematik ist ein großes Anliegen, da hier der Austausch über Konzepte und Methoden immer wieder überraschende, gewinnbringende Erkenntnisse bringt.
www.mathematics-muenster.de
Der Podcast
57 Exzellenzcluster, 1 Podcast. Regelmäßig berichtet „Exzellent erklärt“ aus einem der Forschungsverbünde, die im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert wird. Die Reise geht quer durch die Republik, genauso vielfältig wie die Standorte sind die Themen: Von A wie Afrikastudien bis Z wie Zukunft der Medizin. Seid bei der nächsten Folge wieder dabei und taucht ein in die spannende Welt der Spitzenforschung! Wenn Euch der Podcast gefallen hat, abonniert „Exzellent erklärt“ bei dem Podcast-Anbieter Eurer Wahl.
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26 min
July 01, 2023 Die Sprache des Lebens - Biologische Signale erkennen und nutzen
Wie kommunizieren die Zellen eines Lebewesens miteinander? Der Exzellenzcluster CIBSS erforscht die biologischen Signale, die in vielzelligen Lebewesen dafür sorgen, dass Zellen und Gewebe zusammenarbeiten und sich an Umwelteinflüsse anpassen können. Diese „Sprache des Lebens“ zu verstehen, hilft, wichtige gesellschaftliche Herausforderungen wie Gesundheit und Ernährungssicherheit zu meistern: Denn vielen Krankheiten liegen fehlerhafte Signalprozesse zugrunde – und Signale beeinflussen, wie Pflanzen auf ihre Umwelt und ein verändertes Klima reagieren.
Die Expertinnen
Prof. Dr. Barbara Di Ventura ist sowohl Ingenieurin als auch Biologin und Expertin für synthetische Biologie. Sie untersucht unter anderem, wie die Dynamik von Signalmolekülen die von ihnen regulierten Signalwege beeinflusst. Dafür entwickelt sie neue optogenetische Methoden, durch die sich Ort und Aktivität von Molekülen präzise mit Licht steuern lassen.
Jun.-Prof. Dr. Natalie Köhler ist CIBSS Tenure-Track-Professorin für „Precision Targeting of Signalling Pathways“ an der medizinischen Fakultät der Universität Freiburg. Sie erforscht am Universitätsklinikum Freiburg, wie ein besseres Verständnis der Signalprozesse in Krebszellen und Immunzellen dazu beitragen kann, bessere Therapien für Leukämiepatient*innen zu entwickeln.
Der Cluster
Die Forschenden des Exzellenzclusters CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies untersuchen, wie biologische Signale Informationen übertragen und zusammenwirken, um zelluläre Entscheidungen zu vermitteln. In CIBSS arbeiten Forschungsgruppen der Universität Freiburg, des Universitätsklinikums Freiburg und des Max-Planck-Instituts für Immunbiologie und Epigenetik in kooperativen und interdisziplinären Forschungsprojekten zusammen.
www.cibss.uni-freiburg.de
Der Podcast
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26 min
May 31, 2023 Wissenschaftsfreiheit: Wenn Forschung angegriffen wird
Wissenschaft und Demokratie gehören zusammen. Wichtig ist, dass die Wissenschaft frei agieren kann. Forscher:innen sollen selber bestimmen können, zu welchen Themen sie forschen. Sie sollen sich politisch äußern können. Die Wissenschaftsfreiheit wird aber weltweit immer häufiger angegriffen, die drei großen Anfechtungen der Wissenschaftsfreiheit sind der Kulturwandel, die Ökonomisierung und alternative Wege, zu Wissen zu kommen. Wer bedroht die Wissenschaftsfreiheit und warum? Sind nur autokratische Systeme gefährdet? Wie ist es um die Wissenschaftsfreiheit in Deutschland bestellt?
Die Expert:innen
Prof. Tanja Börzel ist Politikwissenschaftlerin. Sie ist unter anderem in der Europa-, Governance- und Diffusionsforschung tätig und leitet die Arbeitsstelle Europäische Integration am Lehrstuhl für Politikwissenschaft am Otto-Suhr-Institut der Freien Universität Berlin. Sie ist Sprecherin des Clusters SCRIPTS.
Die Politikwissenschaftlerin Janika Spannagel ist Postdoktorandin. Sie forscht an der Freien Universität Berlin zur Verbreitung und Anfechtung von Normen der akademischen Freiheit. 2022 erhielt sie einen internationalen Preis für akademische Grundwerte, den „Fundamental Academic Values Award“ des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD).
Das Cluster
Das Exzellenzcluster „Contestations of the Liberal Script (SCRIPTS)“ untersucht als Forschungsverbund die gegenwärtigen Auseinandersetzungen um das Modell der liberalen Demokratie und Marktwirtschaft. Das Hauptziel von SCRIPTS ist es, zu verstehen, warum das liberale Ordnungsmodell trotz seiner politischen, wirtschaftlichen und sozialen Errungenschaften in die Krise geraten ist. SCRIPTS existiert seit 2019 und wird im Rahmen der Exzellenzinitiative von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) bis Ende 2025 gefördert. Das Cluster ist an der Freien Universität Berlin angesiedelt und verbindet insgesamt acht Berliner Forschungsinstitutionen.
Der Podcast
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26 min
May 01, 2023 Neonatologie – Die Gefährlichkeit einer Infektion für Frühchen
Das Team des Exzellenzclusters RESIST kümmert sich um Menschen, denen Bakterien und Viren schweren Schaden zufügen können – dazu zählen beispielsweise Früh- und Neugeborene. Denn wenn sie sich mit einem Keim infizieren, reagiert ihr Immunsystem nicht selten viel zu stark – was zu Entzündungen des Blutes, der Lunge und des Darms führen kann.
Etwa ein Viertel aller Säuglinge, die vor der 32. Schwangerschaftswoche geboren werden, entwickelt im Säuglingsalter eine schwere Infektion, die auch lebensbedrohlich sein kann. Warum das so ist, weiß man nicht genau. Da sind neue Konzepte der Prävention und Therapie gefragt – auch deshalb, weil die Zeit nach der Geburt auch die Anfälligkeit für Allergien, Infekte, chronisch-entzündliche Darmerkrankungen im weiteren Leben beeinflusst. Die Kinder müssen in ihre Umwelt „reingleiten“ und ein Gleichgewicht finden. Das ist die Hauptaufgabe der Immunadaptation im ersten Lebensjahr.
Die Expertin
Prof. Dr. Dorothee Viemann ist Fachärztin für Kinderheilkunde- und Jugendmedizin und sie erforscht die Ursachen und Therapiemöglichkeiten der Infektanfälligkeit und immunologischen Schwächen von Neu- und Frühgeborenen.
Der Cluster
Manche Menschen erkranken nur leicht, wenn sie sich Viren oder Bakterien „einfangen“, andere jedoch sehr schwer. Doch warum verlaufen Infektionen so unterschiedlich? Und wie kann der Krankheitsverlauf vorhergesagt, können individuelle Therapien entwickelt werden? Diesen Fragen widmet sich das Team des Exzellenzclusters RESIST, dessen Sprecher Prof. Dr. Thomas Schulz ist, Leiter des Instituts für Virologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH). So wird RESIST Menschen mit einem geschwächten Immunsystem helfen. Dies sind beispielsweise Neugeborene, Seniorinnen und Senioren, Menschen mit einer angeborenen Immunschwäche und Personen, deren Immunsystem aus therapeutischen Gründen gedämpft wird oder die ein Implantat tragen.
Der Podcast
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25 min
April 01, 2023 Kryptographie - Quantenresistent und menschlich
Unsere Daten werden verschlüsselt, wenn wir im Internet surfen oder eine Nachricht per Messenger schicken. Bis jetzt sind viele dieser Verfahren recht sicher – wenn aber der Quantencomputer kommt, ist es mit dieser Sicherheit vorbei. Daher hat das Exzellenzcluster CASA Verschlüsselungsmethoden entwickelt, die sogar Quantencomputern standhalten können. Außerdem wird erforscht, wie die IT-Sicherheit so umgesetzt werden kann, dass sie für Anwender*innen verständlicher und einfacher in der Anwendung wird.
Die ExpertInnen
Prof. Eike Kiltz ist Mathematiker und Professor für Kryptographie an der Ruhr-Universität Bochum. Er gehört zu den SprecherInnen des Exzellenzclusters CASA. Sein Forschungsschwerpunkt liegt in den theoretischen Grundlagen von asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren.
Prof. Angela Sasse ist Psychologin, hat im Bereich Informatik promoviert und lebte und arbeitete lange Zeit University College London. Ihren Master in Arbeitspsychologie machte sie an der Universität Sheffield und wurde an der Universität Birmingham in Informatik promoviert. 2018 übernahm sie die Leitung des Lehrstuhls Human-Centred Security an der Ruhr-Universität Bochum. Auch sie ist eine der Sprecher*innen des Exzellenzclusters.
Das Cluster
Das Exzellenzcluster „CASA - Cyber Security in the Age of Large-Scale Adversaries“ verfolgt das Ziel, nachhaltige Sicherheit gegen großskalige, insbesondere nationalstaatliche Angreifer, zu ermöglichen. Die Forschung zeichnet sich durch einen stark interdisziplinären Ansatz aus, der neben technischen Fragen auch das Zusammenspiel von menschlichem Verhalten und IT-Sicherheit untersucht.
Der Podcast
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33 min
March 01, 2023 Chronische Entzündungen – Woher kommen sie, können wir sie stoppen?
Schuppenflechte, Rheuma, Morbus Crohn – immer mehr Menschen müssen mit chronischen Entzündungskrankheiten leben. Das Exzellenzcluster PMI (Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen) sucht nach den Ursachen dieser Erkrankungen und strebt nach individualisierten Behandlungen für die Patientinnen und Patienten. Das große Ziel ist es, Entzündungskrankheiten zu stoppen und somit ihr Fortschreiten zu verhindern. Auf der Suche nach den Ursachen für chronische Entzündungserkrankungen untersuchen Clustermitglieder auch alte DNA (aDNA), um so die Entwicklung des menschlichen Immunsystems zu verstehen.
Die Experten
Prof. Dr. Stefan Schreiber, Sprecher des Exzellenzclusters PMI, ist Direktor des Instituts für Klinische Molekularbiologie, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), und Direktor der Klinik für Innere Medizin I, UKSH, Campus Kiel. Schreiber ist Spezialist für chronisch-entzündliche Darmerkrankungen und entdeckte unter anderem Mutationen, die Morbus Crohn hervorrufen.
Prof. Dr. Ben Krause-Kyora ist Archäologe und Biochemiker an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. Er erforscht die Seuchen unserer Vorfahren mittels Analyse alter DNA. Seine Erkenntnisse tragen auch dazu bei, Entzündungskrankheiten von heute besser zu verstehen.
Der Cluster
Immer mehr Menschen in Industrienationen leiden an chronischen Entzündungserkrankungen wie zum Beispiel Morbus Crohn, Schuppenflechte, Diabetes oder Rheuma. Im Schleswig-Holsteinischen Exzellenzcluster „Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen“ (PMI) arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedlicher Fachrichtungen aus Medizin und Grundlagenwissenschaft interdisziplinär zusammen, um Diagnose, Behandlung und Prävention dieser Erkrankungen deutlich zu verbessern. Ihre Vision ist eine vollständige Kontrolle der Krankheiten – in jedem Stadium und so früh wie möglich.
www.precisionmedicine.de
Der Podcast
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28 min
February 01, 2023 PhenoRob - Autonome Systeme in der Nutzpflanzenproduktion
Wie wird die Zukunft der Landwirtschaft aussehen? Beim Exzellenzcluster PhenoRob in Bonn hat man davon eine recht klare Vorstellung. Drohnen fliegen über die Felder und erfassen den Zustand der Pflanzen. Am Boden sind Roboter unterwegs, die einzelne Nutzpflanzen gezielt mit Dünger versorgen oder Unkraut entfernen.
Die Expert*innen
Prof. Dr. Cyrill Stachniss ist Sprecher des Exzellenzclusters PhenoRob und hat die Professur für Photogrammetrie und Robotik an der Universität Bonn inne. Zentrale Bereiche seiner Forschung sind die visuelle Wahrnehmung der Umgebung durch mobile Roboter sowie selbstlernende Systeme. Wichtige Anwendungen sind die Robotik in der Landwirtschaft aber auch das autonome Fahren.
Prof. Dr. Heiner Kuhlmann ist Sprecher des Exzellenzclusters PhenoRob und hat die Professur für Geodäsie an der Universität Bonn inne. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Laserscanning, hochpräzise GNSS-Positionierung, hochpräzise mobile Kartierung, Pflanzenphänotypisierung, Ingenieurgeodäsie und Pflanzenüberwachung.
Der Cluster
Der Exzellenzcluster „PhenoRob – Robotik und Phänotypisierung für Nachhaltige Nutzpflanzenproduktion“ an der Universität Bonn zusammen mit dem Forschungszentrum Jülich nutzt einen technologiegetriebenen und disziplinübergreifenden Ansatz, um diese drängenden realen Probleme zu lösen und ist weltweit führend in der Forschung im Bereich Robotik und Phänotypisierung für eine nachhaltige Nutzpflanzenproduktion. Die Vision des Clusters ist es, unter der Führung der wissenschaftlichen Sprecher Prof. Dr. Heiner Kuhlmann und Prof. Dr. Cyrill Stachniss, eine produktivere, ressourceneffizientere und nachhaltigere Nutzpflanzenproduktion zu ermöglichen, indem die Züchtung und das landwirtschaftliche Management durch die Entwicklung und den Einsatz neuer Technologien optimiert werden.
Der Podcast
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25 min
January 01, 2023 Hirnforschung - Vom Gedächtnis zur Erkrankung
Wenn wir spannende Dinge erleben, speichert unser Gehirn das ab. Wir haben ein Kurzzeit- und ein Langzeitgedächtnis. Das sind Fakten, die wir alle über unser Gehirn wissen. Aber wie genau das alles abläuft, das weiß die Wissenschaft noch nicht. Und erst wenn entschlüsselt ist, wie wir uns Dinge merken können, werden wir auch all die Demenzerkrankungen verstehen, die mit dem Vergessen zu tun haben. Das Exzellenzcluster NeuroCure beschäftigt sich nicht nur mit dem Gedächtnis, sondern beispielsweise auch mit Krankheiten wie der Autoimmunenzephalitis. Bei dieser Erkrankung kämpft der Körper gegen sich selbst – und stört dadurch wichtige Funktionen des Gehirns. Die oft jungen betroffenen Patient:innen leiden unter Psychosen, Halluzinationen und Demenzen.
Die Expert:innen
Prof. Dr. Dietmar Schmitz ist Direktor des Neurowissenschaftlichen Forschungszentrums an der Charité Berlin. Zudem ist er Gruppenleiter und Standortsprecher des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) sowie Sprecher des Exzellenzclusters NeuroCure.
Dr. Frauke Ackermann ist Research Fellow im Exzellenzcluster NeuroCure und Career Development Fellow am DZNE.
Der Cluster
Der Fokus des Exzellenzclusters liegt auf der Erforschung neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen. Ziel des interdisziplinären Forschungsverbundes ist ein besseres Verständnis der Krankheitsmechanismen und die Entwicklung neuer Therapien aus den neu gewonnenen Erkenntnissen. Im Zentrum der Aktivitäten steht die Förderung der Vernetzung der Wissenschaftler:innen und ihrer Forschungsaktivitäten.
Der Podcast
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27 min
December 15, 2022 Fuel Science Center: Kraftstoffe für die Zukunft
Der Klimawandel sorgt für ein Umdenken in vielen Bereichen. Wichtig ist dies auch im Bereich der Mobilität. Neben Elektroautos, die mit regenerativ erzeugtem Strom geladen werden, wird hier auch im Bereich des grünen Wasserstoffantriebs geforscht. Aber nicht nur das. „The Fuel Science Center“ geht viele verschiedene Wege und sucht nach Möglichkeiten, Kraftstoffe ohne fossile Komponenten herzustellen, die gleichzeitig nachhaltig und auch bezahlbar und sozial verträglich sind. Eine Schlüsseltechnologie dabei ist die Katalyse.
Die Expert:innen
Prof. Niklas von der Aßen ist Leiter des Lehrstuhls für Technische Thermodynamik an der RWTH Aachen. Seit 2021 ist er außerdem einer von drei Rektoratsbeauftragten für Nachhaltigkeit und setzt sich dort insbesondere für einen nachhaltigen Betrieb der Hochschule ein.
Prof. Regina Palkovits ist Geschäftsführende Direktorin am Institut für Technische und Makromolekulare Chemie (ITMC) der RWTH Aachen und leitet den Lehrstuhl für Heterogene Katalyse & Technische Chemie (W3) der RWTH Aachen.
Der Cluster
Die Grundlagenforschung des Exzellenzclusters „Fuel Science Center – Adaptive Umwandlungssysteme für erneuerbare Energie- und Kohlenstoffquellen“, kurz FSC, schafft die Basis für die integrierte Umwandlung von erneuerbarer Elektrizität mit biomassebasierten Rohstoffen und CO2 zu flüssigen Energieträgern mit hoher Energiedichte (Bio-hybrid Fuels), die eine hocheffiziente und saubere Verbrennung ermöglichen. Im FSC werden Erkenntnisse und wissenschaftliche Methoden erarbeitet, um die motorische Verbrennung fossiler Kraftstoffe durch adaptive Produktions- und Antriebssysteme auf Basis regenerativer Energie- und alternativer Kohlenstoffquellen unter dynamischen Randbedingungen zu ersetzen. https://www.fuelcenter.rwth-aachen.de/
Der Podcast
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December 01, 2022 Unser Immunsystem - Von Entzündungen, Impfung und Mikroplastik
Prof. Dr. Gunther Hartmann erklärt, was es mit dem angeborenen und dem erworbenen Immunsystem auf sich hat und wie wir durch mRNA-Impfstoffe gezielt unser Immunsystem bei der Abwehr von Viren unterstützen können.
Prof. Elvira Mass spricht über Umwelt- und Umgebungseinflüsse auf das Immunsystem. Zum einen haben Studien gezeigt, dass wir alle Mikroplastik-Partikel in unserem Körper haben – inwiefern dies uns schadet, versucht das Cluster zu erforschen. Außerdem erklärt sie, wie sich Faktoren wie Übergewicht bei der Mutter auf das ungeborene Kind übertragen und dieses schließlich ein Leben lang begleiten.
Die Expert:innen
Prof. Dr. Gunther Hartmann, Leiter des Instituts für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie am Universitätsklinikum Bonn und einer der drei Sprecher des Exzellenzclusters Immunosensation.
Prof. Elvira Mass, Leiterin der Arbeitsgruppe Entwicklungsbiologie des Immunsystems am LIMES Institut Bonn.
Der Cluster
ImmunoSensation2 ist ein Exzellenzcluster an der Universität Bonn. Die Exzellenzcluster sind Teil der Exzellenzstrategie von Bund und Ländern zur Stärkung der Spitzenforschung an Universitäten. Die Mitglieder von ImmunoSensation2 gehören der Medizinischen Fakultät der Universität Bonn, der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät und dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) der Helmholtz-Gemeinschaft an. ImmunoSensation2 widmet sich der Erforschung der angeborenen Immunität über die Grenzen der klassischen Immunologie hinaus. Der Cluster startete am 1. November 2012 und wird bis Ende 2025 laufen, mit der Möglichkeit der Verlängerung.
Der Podcast
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