El Cluster of Excellence Frankfurt “Macromolecular Complexes” ( CEF ) fue establecido en 2006 por la Universidad Goethe de Frankfurt junto con el Instituto Max Planck de Biofísica y el Instituto Max Planck para la Investigación del Cerebro en el contexto de la Iniciativa de Excelencia de las Universidades Alemanas . Financiado por Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) endet en octubre de 2019. CEF surgió de la investigación colaborativa de larga data sobre proteínas de membrana y ARNmoléculas y reforzó los esfuerzos de investigación en estos campos mediante la contratación de más científicos para Frankfurt / Main. CEF reunió las actividades de investigación de hasta 45 grupos de investigación, la mayoría de los cuales se basaron en el campus de Riedberg en Frankfurt / Main . CEF fundó el Instituto Buchmann de Ciencias de la Vida Molecular (BMLS) .
Los científicos de CEF se propusieron investigar la estructura y función de grandes complejos macromoleculares, en particular proteínas de membrana y sus ensamblajes, complejos involucrados en la transducción de señales y control de calidad, y complejos ARN-proteína.
Se determinaron estructuras importantes de complejos macromoleculares en CEF. Ejemplos de importantes complejos de membrana incluyen las estructuras atómicas del complejo I y la ATP sintasa de la cadena respiratoria mitocondrial y del transportador asociado con el procesamiento de antígenos (TAP). La investigación sobre la estructura y función del ARN condujo a la definición de principios reguladores de los riboswitches sensibles a la temperatura , la relación estructura-función de la ARN polimerasa I , las funciones de los microARN y los mecanismos de maduración del ARNr y los procesos posteriores durante la biogénesis del ribosoma.y reciclaje. Por ejemplo, los científicos de CEF identificaron los receptores de las cadenas de ubiquitina en el proteasoma , descifraron el papel de las cadenas de ubiquitina lineales y describieron macromoléculas que regulan la mitofagia , la xenofagia y la ER-fagia. Delinearon el papel de la sumoilación en el control de la calidad de los ribosomas y caracterizaron el proceso de control de la calidad genética en los ovocitos . Los esfuerzos en estas tres áreas de investigación fueron acompañados por enfoques para diseñar o reprogramar complejos macromoleculares y nuevos métodos desarrollados para expandir la ya sólida experiencia. Los científicos de CEF establecieron y avanzaron los principios de la optogenéticaasí como métodos bioquímicos para la regulación de la luz. También desarrollaron técnicas biofísicas para la caracterización estructural y funcional de macromoléculas. Los ejemplos incluyen moléculas conmutables por luz diseñadas para aplicaciones en la célula y técnicas de resolución temporal para estudiar el plegamiento del ARN. Microscopía de fluorescencia de lámina de luz para la observación del desarrollo y espectrometría de masas LILBIDpara el análisis de complejos de membranas se mejoró. PELDOR-EPR se desarrolló con una resolución que permite realizar mediciones dentro de la celda. El Clúster promovió el intercambio científico a través de una variedad de programas, así como a través de talleres, conferencias internacionales y ciclos de conferencias. La optogenética y la microscopía de fluorescencia de lámina de luz fueron seleccionadas como el "Método del año" en todos los campos de la ciencia y la ingeniería por la revista de investigación interdisciplinaria Nature Methods en 2010 y 2014, respectivamente. [1] [2]
Las cinco áreas de investigación de CEF incluyeron: (A) Estructura, mecanismos y dinámica de complejos en la membrana, (B) Composición y dinámica de complejos macromoleculares en control de calidad y señalización, (C) Dinámica de complejos de ácido ribonucleico-proteína, ( D) Diseño de complejos macromoleculares, y (E) Métodos para el estudio de complejos macromoleculares.