Research

Forschungsschwerpunkte: Entwicklungsbiologie, Genetik, Zellbiologie, Zellpolarität, retinale Degeneration

Elisabeth Knust ist eine deutsche Zell- und Entwicklungsbiologin. Ihr wissenschaftliches Interesse gilt vor allem der räumlichen Differenzierung von Zellen, die als „Zellpolarität“ zentrale Bedeutung für die Entwicklung von Organismen hat. An Modellorganismen wie der Taufliege untersuchte die Wissenschaftlerin unter anderem das Protein Crumbs, dessen Ausfall im menschlichen Organismus zu einer Erkrankung der Netzhaut führt.

Während der Entwicklung eines Organismus, ausgehend von einer einzelnen befruchteten Eizelle, entsteht ein komplexes System mit vielfältigen Geweben und Zelltypen. Ein spezielles Gewebe stellt das Epithel dar, ein Grenz- oder Deckgewebe, das die inneren und äußeren Oberflächen des Körpers auskleidet und von der Umgebung abgrenzt. Die Asymmetrie dieser Gewebe ist deutlich erkennbar: Die äußere apikale Seite schützt vor und interagiert mit der Außenwelt, während die innere basale Seite den Kontakt zu anderen Zellen herstellt. Epithelien sind in nahezu allen vielzelligen Organismen präsent und erfüllen verschiedene Funktionen, darunter Schutz, Sekretion, Resorption sowie Wahrnehmung in den Sinnesepithelien von Ohr und Auge.

Die Forschungsgruppe von Elisabeth Knust hat einen Proteinkomplex, den Crumbs/Crb-Proteinkomplex, charakterisiert. Dieser spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der epithelialen Zellpolarität. Alle Mitglieder dieses Komplexes sind von der Taufliege Drosophila melanogaster bis zum Menschen konserviert. Ein Ausfall dieses Proteins führt zum Zusammenbruch vieler Epithelien im sich entwickelnden Drosophila-Embryo. Mutationen in den Genen, die für diesen Proteinkomplex kodieren, resultieren in retinaler Degeneration, was zur Erblindung der Taufliegen führt. Interessanterweise sind Mutationen im menschlichen CRB1-Homolog nicht offensichtlich mit Epitheldefekten verbunden. Doch Patientinnen und Patienten mit dieser Mutation erkranken an einer Variante der Retinitis pigmentosa (RP), der RP12, eine Netzhauterkrankung, die zur vollständigen Erblindung führen kann, da die Fotorezeptorzellen absterben.

Die Forschung von Elisabeth Knust zum Crumbs/Crb-Proteinkomplex liefert grundlegende Einblicke in die Regulation der epithelialen Zellpolarität. Diese Erkenntnisse zeigen auch, dass ein einzelner Proteinkomplex je nach Zelltyp oder Entwicklungsstadium sehr unterschiedliche, manchmal sogar entgegengesetzte Funktionen ausüben kann. Da diese Proteine bzw. die dafür kodierenden Gene ein entsprechendes Pendant beim Menschen haben, ist zu erwarten, dass eine differenzierte Forschung an diesem Proteinkomplex zur Aufklärung weiterer Erkrankungen beim Menschen beitragen könnte.

Neben ihrer grundlegenden zellbiologischen Forschungsarbeit engagiert sich Elisabeth Knust in der Forschungsförderung und der wissenschaftlichen Selbstverwaltung.

Career

• seit 2007 Honorarprofessorin für Entwicklungsbiologie, Technische Universität Dresden
• 2007-2019 Direktorin, Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik, Dresden
• 1996-2006 Professorin, Institut für Genetik, Heinrich-Heine-Universität (HHU) Düsseldorf
• 1990-1996 Professorin, Institut für Entwicklungsbiologie, Universität zu Köln
• 1989-1990 Heisenberg-Stipendiatin, Institut für Entwicklungsbiologie, Universität zu Köln soie University of Colorado, Boulder, USA
• 1988 Oberassistentin, Institut für Entwicklungsbiologie, Universität zu Köln
• 1988 Habilitation in Entwicklungsbiologie, Universität zu Köln
• 1983-1988 Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Institut für Entwicklungsbiologie, Universität zu Köln
• 1980-1982 Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Institut für Klinische Virologie, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg
• 1979 Promotion zur Dr. rer. nat., HHU Düsseldorf
• 1975 Diplom in Biologie, HHU Düsseldorf
• 1969-1975 Studium der Biologie, HHU Düsseldorf

Functions

• seit 2013 Mitglied, Hochschulrat, Universität Marburg
• seit 2012 Mitglied, External Academic Advisory Board, EXC 1003 „Cells in Motion – CiM: Visualisierung und Verstehen zellulären Verhaltens in lebenden Organismen, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
• seit 2011 Mitglied, Wissenschaftlicher Beirat, Bayerisches Forschungszentrum für Molekulare Biosysteme (BioSysNet), München
• seit 2011 Mitglied, Wissenschaftlicher Beirat, Centro Andaluz de Biologia del Desarrollo (CABD), Sevilla, Spanien
• 2010-2011 Vorsitzende, Gesellschaft für Entwicklungsbiologie (GfE), Köln
• 2009-2010 Stellvertretende Vorsitzende, GfE, Köln
• 2009-2013 Vizepräsidentin, DFG
• 2009-2013 Mitglied, Wissenschaftlicher Beirat, Max Delbrück Centrum für Molekulare Medizin, Berlin
• 2008-2009 1. Stellvertretende Vorsitzende, GfE, Köln
• seit 2008 Mitglied, Auswahlausschuss zur Vergabe der Alexander von Humboldt-Professur, Alexander von Humboldt-Stiftung, Bonn
• seit 2008 Vertrauensdozentin, Studienstiftung des deutschen Volkes
• 2007-2010 Mitglied, Ausschuss für Forschungsbauten, Wissenschaftsrat
• seit 2007 Mitglied, Wissenschaftlicher Beirat, Gurdon Institute, Cambridge, UK
• 2003-2009 Mitglied, Wissenschaftlicher Beirat, Deutsche Gesellschaft für Zellbiologie

Projects

• 2015-2019 Co-Leiterin, Teilprojekt „Integration von Zellpolarität, Zelladhäsion und Aktomyosin-Kontraktilität während der Morphogenese von Epithelen“, Schwerpunktprogramm (SPP) 1782, DFG
• 2009-2017 Leiterin, Teilprojekt „Zellpolarität in Photorezeptoren des Zebrafischs (A22)“, Sonderforschungsbereich (SFB 655), DFG
• 2006-2019 Beteiligte Wissenschaftlerin, Excellenzcluster (EXC) 168 „Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD)“, DFG
• 2006-2018 Beteiligte Wissenschaftlerin, Graduiertenschule (GSC) 97 „Internationale Graduiertenschule für Biomedizin und Bioengineering Dresden“, DFG
• 2006-2009 Leiterin, Projekt „Untersuchungen zu molekularen und genetischen Ursachen Licht-abhängiger retinaler Degenration bei Drosophila melanogaster“, DFG
• 2003-2008 Beteiligte Wissenschaftlerin, Teilprojekt „Identification and characterization of genes encoding proteins with polar expression in different Drosophila cells”, SPP 1111
• seit 2003 Beteiligte Wissenschaftlerin, Projekt „Massenspektrometische Analytik von Proteinen, Proteinkomplexen und Kohlendydrataggregaten“, DFG
• 2001-2008 Leiterin, Teilprojekt „Maternal control of epithelial cell polarity in Drosophila melanogaster”, SPP 1111, DFG
• 2001-2007 Leiterin, Teilprojekt „Kontrolle der Epitheldifferenzierung von Drosophila melanogaster“, SFB 590, DFG
• 2001-2006 Sprecherin, SFB 590 „Inhärente und adaptive Differenzierungsprozesse“, DFG
• 2001-2006 Koordinatorin, SPP 1111 „Zellpolarität”, DFG
• 1997-2004 Leiterin, Teilprojekt „Funktion des Drosophila Gens bazooka für Zellform und Zellpolarität von Epithelzellen“, SPP 1028, DFG
• 1996-2005 Leiterin, Projekt „Eine genetische Analyse der Entwicklung von Zelladhäsion in Epithelien von Drosophila melanogaster“, DFG

Honours and Memberships

• seit 2022 Auswärtiges Mitglied, Indian National Science Academy, Indien
• seit 2015 Mitglied, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• seit 2003 Mitglied, Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften
• 1996 Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis, DFG