Prof. Dr. Jürgen Knoblich

Forschungsschwerpunkte: Hirn-Organoide, menschliche Gehirnentwicklung, Hirnkrankheiten und -defekte, neuronale Stammzellen, Hirntumore, Genomanalyse, Modellorganismen
Jürgen Knoblich ist ein Biochemiker und Molekularbiologe. Er analysiert die Mechanismen der menschlichen Gehirnentwicklung. Weltweite Bekanntheit erlangte er durch die erstmalige Etablierung eines Hirn-Organoids in vitro. Mit dieser künstlichen und sehr kleinen 3-D-Gewebestruktur konnte sein Team den Prozess der menschlichen Gehirnentwicklung im Labor nachbilden. Zusammen mit weiteren Methoden der Molekularbiologie und Zellbiologie geht Jürgen Knoblich damit neurologischen Erbkrankheiten oder schweren neuropsychiatrischen Störungen, wie Epilepsie oder Autismus, auf den Grund.
Schon früh beschäftigte sich Jürgen Knoblich mit der Entschlüsselung von Prozessen und Funktionen im menschlichen Gehirn. Mithilfe eines systemischen Ansatzes hat er mit seinem Team erforscht, wie die Selbsterneuerung in neuronalen Stammzelllinien kontrolliert wird und wie Defekte in diesem Prozess zur Bildung von Krankheiten wie Hirntumoren führen können. Als Modellorganismus hat er zunächst die Larve der Taufliege Drosophila genutzt. Ziel ist es, im Detail zu verstehen, wie genotypische Veränderungen zu phänotypischen Fehlbildungen und Fehlfunktionen führen.
Dazu ist dem Team um Jürgen Knoblich ein weiterer Meilenstein gelungen: Aus verschiedenen Arten menschlicher Stammzellen konnte es ein Organoid etablieren, um die frühen Entwicklungsstadien des menschlichen Gehirns in einem dreidimensionalen Organkultur-Modell nachzubilden. Dies hat es ermöglicht, die Bildung, Migration und Aktivität von Neuronen in einer dreidimensionalen Gewebeumgebung zu beobachten und zu untersuchen. Unter Anwendung molekulargenetischer Techniken lassen sich am Organoid abweichende DNA-Sequenzen in humanen Zellen erzeugen, reparieren und Gene identifizieren, die für neurologische Entwicklungsstörungen verantwortlich sind. Auch moderne Ansätze, wie das CRISPR/Cas9-Screening, kommen in diesen menschlichen Organoiden zur Anwendung, um Genen zu identifizieren, die an krankheitsrelevanten biologischen Prozessen beteiligt sind. Die Analyse dieser Gene und der zugrundeliegenden Mechanismen ermöglicht es, zukünftig geeignete Therapien zu entwickeln. Angestrebtes Ziel von Jürgen Knoblich ist, das Organoid-System derart weiterzuentwickeln, dass genomweite genetische Untersuchungen direkt in menschlichem Gewebe durchführbar sind, so wie es bereits im Drosophila-Modell geschehen ist.