Letter of Intent for Universities of Excellence funding line submitted along with nine full-scale applications for research clusters within the German government’s new competition

Joint press release of Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, Technische Universität Berlin, and CharitéUniversitätsmedizin Berlin

Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, Technische Universität Berlin, and Charité – Universitätsmedizin Berlin are entering the Excellence Strategy competition together. On February 21, 2018, the three universities submitted their letter of intent to the German Council of Science and Humanities in Cologne. Taking note of the unique academic environment and great variety of disciplines in Berlin, they emphasize the vibrant and diverse culture of cooperation. In the Clusters of Excellence funding line, researchers from the named institutions submitted a total of nine full proposals, as invited by the German Council of Science and Humanities and the German Research Foundation (DFG) in September 2017.

 

The Berlin institutions see the letter of intent as the logical implementation of the cooperation for this competition that they entered into in the summer of 2016. The variety of academic disciplines in the humanities, natural and social sciences, life sciences, and engineering along with the innovative strength in Berlin can be utilized to promote cutting-edge research and make it more visible internationally. For more than ten years an increasingly comprehensive, vibrant, and diverse culture of cooperation has evolved with numerous joint research projects and more collaboration in teaching and promoting young talent as well as everyday use of shared infrastructures.

The cluster projects reflect the high degree of cooperation already in place among the Berlin institutions:

Contestations of the Liberal Script (SCRIPTS)
Designated spokespersons: Prof. Dr. Tanja Börzel (Freie Universität Berlin), Prof. Dr. Michael Zürn (Freie Universität Berlin/ Berlin Social Science Center, WZB)
Applicant university: Freie Universität Berlin

Matters of Activity: Image Space Material
Designated spokesperson: Prof. Dr. Wolfgang Schäffner (Humboldt-Universität zu Berlin)
Applicant university: Humboldt-Universität zu Berlin

MATH+ The Berlin Mathematics Research Center
Designated spokespersons: Prof. Günter M. Ziegler (Freie Universität Berlin), Prof. Michael Hintermüller (Humboldt-Universität zu Berlin), Prof. Martin Skutella (Technische Universität Berlin)
Applicant universities: Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, Technische Universität Berlin

NeuroCure: Comprehensive approaches to neurological and psychiatric disorders – from mechanisms to interventions
Designated spokesperson: Prof. Dr. Dietmar Schmitz (Charité – Universitätsmedizin Berlin)
Applicant universities: Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin

SCIoI - Science of Intelligence
Designated spokesperson: Prof. Dr. Oliver Brock (Technische Universität Berlin)
Applicant universities: Humboldt-Universität zu Berlin, Technische Universität Berlin

Shaping Space - Converging Art, Science, Technology
Designated spokesperson: Prof. Dr. -Ing Christoph Gengnagel (Berlin University of the Arts), Prof. Dr. Stefan Weinzierl (Technische Universität Berlin)
Applicant universities: Technische Universität Berlin, Berlin University of the Arts

Temporal Communities: Doing Literature in a Global Perspective
Designated spokespersons: Prof. Dr. Anita Traninger, Prof. Dr. Andrew James Johnston (Freie Universität Berlin)
Applicant university: Freie Universität Berlin

Topoi. Stability and Instability in Ancient Civilizations
Designated spokespersons: Prof. Dr. Monika Trümper (Freie Universität Berlin), Prof. Dr. Gerd Graßhoff (Humboldt-Universität zu Berlin)
Applicant universities: Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin

Unifying Systems in Catalysis (UniSysCat)
Designated spokespersons: Prof. Dr. Matthias Driess, Prof. Dr. Arne Thomas, Prof. Dr. Peter Hildebrandt (Technische Universität Berlin)
Applicant university: Technische Universität Berlin

Four of the nine cluster initiatives build on existing Clusters of Excellence. The decision as to which projects will be funded will be announced on September 27, 2018. The winning clusters will then be supported for seven years beginning January 1, 2019. After that, there will be an opportunity to apply for a second funding period.

The decision in the Universities of Excellence funding line will be announced on July 19, 2019. The winning universities will receive funding for seven years beginning November 1, 2019. After seven years and a successful evaluation, they can receive funding for another seven years.

Interview with the heads of the institutions about the letter of intent

Cluster proposals

Berlin University Alliance

 

Press release

Contact:
Goran Krstin
Press Spokesperson for the President
Freie Universität Berlin
t: +49 30 838-731 06

Hans-Christoph Keller
Spokesperson, Humboldt-Universität zu Berlin
Head of the Office of Press and Public Relations
t: +49 30 2093-2345

Stefanie Terp
Spokesperson, Technische Universität Berlin
Office for Press, Public Relations and Alumni
t: +49 30 314-23922

Manuela Zingl
Deputy Press Officer
Charité – Universitätsmedizin Berlin
t: +49 30 450 570 400

Dr. Claudia Blum und Linda-Faye Tidwell
Exzellenzcluster NeuroCure
t: +49 30 450 539 814

Bridging the gap in communication: researchers discover mechanism that allows rapid signal transmission between nerve cells

Researchers at Charité’s NeuroCure Cluster of Excellence have successfully identified the mechanism behind rapid signal transmission. Their work, which has been published in the current issue of Nature Neuroscience*, shows that bridging by a specific protein is responsible for this high speed of transmission. 

 

The manner in which individual nerve cells communicate is fundamental to human brain function. Signal transmission occurs via highly complex contact points called ‘synapses’. Here, incoming signals effect the release of transmitters from stores known as ‘vesicles’, which fuse with the adjoining cell membranes in order to transmit the signal. This fusion is only possible once vesicles and membranes have been brought into close enough proximity; here, speed is everything.

 

“In short, the distance between the synaptic vesicle and the membrane is a major barrier to rapid fusion,” explains the article's corresponding author, Prof. Dr. Christian Rosenmund of the Institute of Neurophysiology and the NeuroCure Cluster of Excellence. While the protein ‘synaptotagmin’ had been known to play an important role in determining the speed of signal transmission, the nature of the underlying mechanism had previously remained unclear. “We have now found that synaptotagmin is capable of pulling the synaptic vesicles closer to the membrane within a matter of milliseconds. It does this by acting like a double-sided sticky tape, forming a bridge between the vesicle and the membrane,” says Prof. Rosenmund, further explaining that fusion can only occur once this bridge has been formed.

 

The electron microscopy-based method developed by Prof. Rosenmund was integral to this research, as it allowed researchers to break down in slow motion processes which normally last only milliseconds. The findings themselves were purely coincidental. Dr. Shuwen Chang, a researcher at the Rosenmund Lab and the study’s first author, was meant to use the new electron microscopy-based method for the direct visualization of the vesicle-membrane fusion process. “As it all happens so quickly, we were looking for ways to slow down the process of fusion,” says Dr. Chang. The team decided to reduce the speed of fusion by removing synaptotagmin from the equation. They were surprised to find that this not only slowed the process of fusion, but also resulted in vesicles and membranes remaining farther apart.

 

There are a number of neurological diseases which are known to develop as a result of mutations affecting the synaptotagmin protein. The researchers are planning to conduct further experiments in the hope of establishing whether these mutations also affect the speed of vesicle fusion and, consequently, the speed at which nerve cells communicate.

 

Press release

Detailed information on the research topic can be found at

www.rosenmundlab.de

 

Original publication

Synaptotagmin-1 drives synchronous Ca2 + -triggered fusion by C2B-domain-mediated synaptic-vesicle-membrane attachment, Shuwen Chang, Thorsten Trimbuch, Christian Rosenmund, Nature Neuroscience, https://doi.org/10.1038/s41593-017-0037- 5

Scientific contact:
Christian Rosenmund
Cluster of Excellence NeuroCure
+49 (0) 30 450 639 061
Christian.rosenmund@charite.de

Festakt zur Eröffnung und wissenschaftliches Symposium vom 8. bis 10. Dezember

Berlin ist ein Standort der neurowissenschaftlichen Spitzenforschung. Nun haben sich unter dem Dach des Einstein-Zentrums für Neurowissenschaften (ECN) verschiedene Forschungsverbünde vereint. Das Zentrum will die Teildisziplinen der Neurowissenschaften enger zusammenbringen und Berlin als internationalen Forschungsstandort weiter stärken. Eine der wichtigsten Aufgaben: Die Förderung von wissenschaftlichem Nachwuchs und die Ausbildung von Studierenden auf höchstem Niveau. Anlässlich der feierlichen Eröffnung beleuchten national und international renommierte Wissenschaftler, unter ihnen Nobel- und Leibniz-Preisträger, zukunftsweisende Aspekte neurowissenschaftlicher Forschung.

Der Bereich der Neurowissenschaften hat sich in den vergangenen 20 Jahren grundlegend weiterentwickelt. Das nun geschaffene Einstein-Zentrum stellt daher neue Strukturen für Forschung und Lehre zur Verfügung. Es trägt dazu bei, die bereits bestehende Vernetzung neurowissenschaftlicher Teildisziplinen, wie etwa der Genetik, Molekularbiologie, Physiologie, Neurologie und Psychiatrie, inzwischen auch der Philosophie und Informatik, weiter auszubauen und somit die Zusammenarbeit weiter zu stärken. Zentrale Aufgabe des aus Mitteln der Einstein Stiftung Berlin finanzierten Zentrums ist es, die Forschungs- und Ausbildungsbedingungen für Nachwuchswissenschaftler zu optimieren: „Um junge Wissenschaftler aus aller Welt anzusprechen, bieten wir unter dem Dach des ECN ein einheitliches, modulbasiertes Curriculum für die neurowissenschaftliche Ausbildung an. Hier sollen die exzellenten Wissenschaftler von morgen ausgebildet werden“, sagt Prof. Dr. Dietmar Schmitz, Direktor des Neurowissenschaftlichen Forschungszentrum (NWFZ) der Charité und Sprecher des Einstein-Zentrums.

Zum Auftakt des neuen Einstein-Zentrums für Neurowissenschaften findet am 8. Dezember 2016 ab 17 Uhr eine feierliche Eröffnung mit Abendempfang in der ehemaligen Königlichen Tierarzneischule statt. Am 9. und 10. Dezember schließt sich ein wissenschaftliches Symposium an, das im Kopsch-Hörsaal auf dem Charité Campus Mitte/ HU Campus Nord stattfindet. Medienvertreter sind zu den Veranstaltungen herzlich eingeladen. Um Anmeldung wird gebeten unter: linda-faye.tidwell(at)charite.de.

Einstein-Zentrum für Neurowissenschaften Berlin
Das Einstein-Zentrum für Neurowissenschaften ist eine Initiative des Exzellenzclusters NeuroCure, der Berlin School of Mind and Brain, des Bernstein Center for Computational Neuroscience und des Center for Stroke Research Berlin. Partner sind die Charité – Universitätsmedizin Berlin (Sprecherschaft), die Humboldt-Universität zu Berlin, die Freie Universität Berlin, die Technische Universität Berlin und außeruniversitäre Einrichtungen wie das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin und das Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie. Seitens der Technischen Universität Berlin werden unterschiedliche Fachgebiete der Fakultät IV Elektrotechnik und Informatik wie auch der Fakultät II Mathematik und Naturwissenschaften beteiligt sein.

Volker Haucke is a new member of the National Academy of Sciences Leopoldina

In recognition of his scientific achievements Prof. Dr. Volker Haucke was elected as a member of the National Academy of Sciences Leopoldina in June 2017. He has thus received one of the highest scientific honors awarded by a German institution.

Prof. Haucke is Director of the Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) since 2012, member of the Excellence Cluster NeuroCure since 2007. Since 2003 he has been teaching at Freie Universität Berlin.

Haucke's research focuses on the molecular mechanisms of endocytic and endosomal membrane traffic. The long-term goal of his work is to unravel the molecular basis of endocytotic and endosomal function and dysfunction, thereby opening new avenues for pharmacological interference.

Leopoldina was founded in 1652 and is one of the oldest scientific academies in the world. Among other things, it represents the German science in international bodies, takes a public position on current topics and promotes the scientific discussion.

Kontakt:

Prof. Dr. Volker Haucke
Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)
Phone +49-30-94793101
E-Mail: HAUCKE@fmp-berlin.de

How mice babies ensure mother’s protection

The calls of new-born mice draw the attention of their mother. A group of neuronal cells in the brain stem, which coordinate exhalation and tension of muscles in the larynx is essential for this process. Without these cells, the mice are mute. These are the results of a study by a research team at the Max Delbrück Center in Berlin, which appears in the journal PNAS. The cries of human babies may well depend on similar connections, which could also be impaired in speech disorders.

Almost immediately after birth, mouse pups that are separated from their mother are able to make calls that summon her. The generation of these calls requires vigorous exhalation and the tensioning of laryngeal muscles, which requires the coordinated activity of two muscle groups. This is achieved by neurons in a very old part of the brain, the brainstem, according to a study by Carmen Birchmeier’s lab at the Max Delbrück Center for Molecular Medicine in the Helmholtz Association (MDC). Important contributions to the interdisciplinary study were made by the labs of Jean Champagnat in Paris and Gilles Fortin at the CNRS in Gif sur Yvette.

In series of experiments, the researchers have shown that the cells of the nucleus tractus solitarii (NTS) are linked to cells that control tension in the abdominal muscles, enabling vigorous exhalation, and the muscles in the larynx. The nucleus also receives sensory information from the vocal folds, the tongue and the lung. During vocalization, it coordinates sensory inputs and motor outputs. However, if the genes for the transcription factors Olig3 or Tlx3 are mutated, the nerve cells in this particular nucleus cannot mature properly in the fetus.  Without it, the pups cannot vocalize after birth.

The mother ignores mute offspring

Newborn mice need to be close to their mother and indicate this to her. As soon as a newborn mouse pup escapes the safety of the nest it emits salvos of four to six calls with a frequency of 75 kHz. These sounds are not audible to the human ear. During each call, the newborn mouse exhales deeply. The mother of the mouse, however, responds immediately: she goes looking for her lost progeny and reunites it with the rest of the litter. Even when she hears recorded ultrasound calls, she sets off in pursuit. If a baby mouse in distress is unable to emit these calls, the mother ignores it.

“We suspect that the calls are an evolutionarily conserved signal that indicates the offsprings’ fitness and health,” Carmen Birchmeier says. “The mute mice are also a model for investigating the importance of vocalization for the interaction between mother and baby,” first-author Luis Hernandez-Miranda says.

Another idea is that the functional faults in the nucleus could be involved in the development and manifestation of speech disorders, which are often seen in patients after strokes, those who have a tumor or are suffering from neurodegenerative diseases.

Further information

Since 2007, Prof. Carmen Birchmeier is member of the Cluster of Excellence NeuroCure and since 2016 a member of the Einstein Center for Neurosciences Berlin.

Luis Rodrigo Hernandez-Miranda1, Pierre-Louis Ruffault1, Julien C. Bouvier2, Andrew J. Murray3, Marie-Pierre Morin-Surun2, Niccolò Zampieri1, Justyna B. Cholewa-Waclaw1, Elodie Ey4, Jean-Francois Brunet5, Jean Champagnat2, Gilles Fortin2, and Carmen Birchmeier1 (2017): “Genetic identification of a hindbrain nucleus essential for innate vocalization.” PNAS. doi:10.1073/pnas.1702893114

1Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft, Berlin, Germany; 2Paris-Saclay Institute for Neuroscience, CNRS, Gif sur Yvette, France; 3Howard Hughes Medical Institute, Columbia University, New York, USA; 4Pasteur Institute, Paris, France; 5Institut de Biologie de l’École Normale Supérieure, Paris, France

Folgen erhöhter Entzündungswerte in der Schwangerschaft

Hinweise auf veränderte Gehirnentwicklung des Ungeborenen

Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben nachgewiesen, dass aufgrund erhöhter Entzündungswerte während der Schwangerschaft Veränderungen im Gehirn des Ungeborenen entstehen können. Diese wiederum könnten das Risiko der Ausprägung von psychiatrischen Erkrankungen steigern. Insbesondere das Kardinalsymptom dieser Erkrankungen, eine eingeschränkte Impulskontrolle, scheint sich zu häufen, wenn mütterliche Entzündungswerte während der Schwangerschaft erhöht sind. Die Ergebnisse der aktuellen Studie sind im Fachmagazin Biological Psychiatry* veröffentlicht.

Biologische Veränderungen der Entzündungsparameter während einer Schwangerschaft können mit einer Infektion in Zusammenhang stehen, aber auch in anderen Situationen auftreten, beispielsweise bei Übergewicht oder psychischem Stress. Eine Erhöhung der Entzündungswerte kann dabei nach neuesten Erkenntnissen zu Veränderungen im Gehirn des sich entwickelnden Kindes führen. Wie Wissenschaftler um Prof. Dr. Claudia Buß festgestellt haben, weisen diese Neugeborenen eine vergrößerte Amygdalaregion im Gehirn auf, eine Region, die bei emotionalen Bewertungen und dem Wiedererkennen von Situationen eine wichtige Rolle spielt. Eine veränderte Vernetzung der Amygdala mit anderen Hirnregionen wurde ebenfalls beobachtet.

In Kooperation mit der University of California Irvine konnte das Forscherteam um Prof. Buß knapp 90 Frauen im ersten Trimenon ihrer Schwangerschaft für die Studie gewinnen. In jedem folgenden Trimenon, also insgesamt dreimal während der gesamten Schwangerschaft, sind die werdenden Mütter und das Ungeborene untersucht worden. Neben Ultraschalldiagnostik und der Auswertung biologischer Proben sind eventuelle medizinische Komplikationen erfasst worden, ebenso das psychische Wohlbefinden der werdenden Mütter. Innerhalb des ersten Monats nach der Geburt sind die Gehirne der Kinder während des natürlichen Schlafes mittels Magnetresonanztomographie untersucht worden. Im Alter von 24 Monaten folgte anhand spielerischer Übungen die Ermittlung der Impulskontrolle der Kinder.

„Wir haben festgestellt, dass bei erhöhten Interleukin-6-Konzentrationen nicht nur neonatale Veränderungen der Amygdala auftraten. Im weiteren Verlauf hat sich gezeigt, dass diese Veränderungen mit einer geringeren Fähigkeit zur Impulskontrolle der jeweiligen Kinder im Alter von zwei Jahren verbunden waren“, erklärt Prof. Buß. „Wir schließen daraus auf einen Zusammenhang zwischen erhöhten mütterlichen Entzündungswerten und einem erhöhten Risiko für psychiatrische Erkrankungen, die von einer mangelnden Impulskontrolle begleitet werden.“ Aus dem Tiermodell ist bereits bekannt, dass Infektionen und Entzündungen bei trächtigen Tieren zu Veränderungen der Gehirnentwicklung ihrer Nachkommen sowie zu Verhaltensänderungen führen. Auch epidemiologische Studien untermauern die aktuellen Studienergebnisse. Sie weisen darauf hin, dass mütterliche Infektionen und andere klinische Phänotypen, die mit erhöhten Interleukin-6-Konzentrationen einhergehen, wie beispielsweise Übergewicht, während der Schwangerschaft das Risiko für psychiatrische Krankheiten, wie Schizophrenie und Autismus, erhöhen können.

*Graham AM, Rasmussen JM, Rudolph MD, Heim CM, Gilmore JH, Styner M, Potkin SG, Entringer S, Wadhwa PD, Fair DA, Buss C. Maternal Systemic Interleukin-6 During Pregnancy Is Associated With Newborn Amygdala Phenotypes and Subsequent Behavior at 2 Years of Age. Biol Psychiatry. 2017 Jun 19. pii: S0006-3223(17)31670-0. doi: 10.1016/j.biopsych.2017.05.027.

 

Kontakt:

Prof. Dr. Claudia Buß

Institut für Medizinische Psychologie

Charité – Universitätsmedizin Berlin

t: +49 30 450 529 224

E-Mail: claudia.buss@charite.de

 

Link:

Institut für Medizinische Psychologie

https://medpsych.charite.de/