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Zentralinstitut für Ernährungs- und Lebensmittelforschung

Mittelteil des Zentralinstituts ZIEL

Das Zentralinstitut für Ernährungs- und Lebensmittelforschung (ZIEL) im Wissenschaftszentrum Weihenstephan (WZW) der Technischen Universität München (TUM) ist ein Zentralinstitut auf dem Campus Freising-Weihenstephan, das an der Schnittstelle zwischen Lebensmittelwissenschaft, Ernährungsforschung und Medizin interdisziplinäre Wissenschaft betreibt. Das ZIEL (englisch: „Institute for Food & Health“) bekennt sich zum Erkenntnisgewinn am Menschen.

Inhaltsverzeichnis

Lage und ArchitekturBearbeiten

 
Die verglaste verbindende Halle – ein Kommunikationsraum

Das vom Staatlichen Hochbauamt Freising geplante und errichtete Institut wurde von 2002 bis 2005 errichtet und im April 2005 eingeweiht. Es steht in unmittelbarer Nähe von Mensa, Zentralbibliothek und Hörsaalgebäude.

An einer zentralen dreigeschossigen Halle liegen symmetrisch zwei identische, annähernd quadratische Laborgebäude. Die Halle dient als Kommunikationsort und Treffpunkt für Wissenschaftler, Studierende und Externe. Sie ist an der Nord- und Südseite voll verglast.[1]

Grundidee des ZIELBearbeiten

Vernetzte Schwerpunkte sollen den Einfluss von Lebensmitteln auf die Darmgesundheit und die Stoffwechselfunktion des Menschen thematisieren. Dabei wird die exzellente Kernkompetenz der Mitglieder genutzt und integriert. Die Einrichtung von Plattformtechnologien (Core Facilities) soll Synergismen über Fakultäts- und Institutsgrenzen hinweg erzeugen.

Es soll Grundlagenforschung betrieben werden. Der universitätsübergreifende Forschungszusammenschluss arbeitet vor allem am Mikrobiom, an der Darmgesundheit und den Stoffwechselfunktionen. Die Forschungsergebnisse sollen der Prävention chronischer Erkrankungen zugutekommen.

Aufbau und AufgabenBearbeiten

 
Hinweistafel auf das Zentralinstitut ZIEL

Seit dem 1. Juli 2014 ist Dirk Haller, Inhaber des Lehrstuhls für Ernährung und Immunologie, Direktor des ZIEL. Dieses verfügt über eine flexible und themenorientierte Mitgliederstruktur, aufgrund derer sich die gebündelte Fachexpertise im ZIEL optimal nutzen lässt, um die Erforschung komplexer und fachübergreifender Fragestellungen zu ermöglichen.

Die bestehende Organisationsstruktur wird durch einen wissenschaftlichen Beirat (ZIEL Beirat) ergänzt. Der Beirat soll das ZIEL über dessen Forschungsausrichtung im Sinne einer konstruktiven Begleitung beraten und Empfehlungen zur strategischen Weiterentwicklung entwickeln.

Die „Core Facilities“ sollen der Umsetzung der Forschungsschwerpunkte im ZIEL dienen. Es wurden Plattformtechnologien zur Mikrobiomanalyse in Form von „Next Generation Sequencing“ und „Gnotobiologie“ (Core Facility Mikrobiom) eingerichtet, Interventionsstudien und Humanphänotypisierung (Core Facility Humanstudien) und Technologien zur Lebensmittelprozessierung (Core Facility Lebensmittelprozessierung, in Kooperation WZW, Fraunhofer IVV und ZIEL) werden möglich gemacht.

Das ZIEL unterhält ein thematisch zielgerichtetes Nachwuchsprogramm, das die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den Gruppen fördert. Zusätzlich soll die „ZIEL Akademie“ die Aufgabe haben, neue Erkenntnisse der Lebensmittel- und Ernährungsforschung praxisnah nach innen und außen auf nationaler und internationaler Ebene durch die Organisation von Veranstaltungen zu kommunizieren.[2]

ZIEL BeiratBearbeiten

Der ZIEL Beirat soll das ZIEL im Hinblick auf dessen Forschungsausrichtung im Sinne einer konstruktiven Begleitung beraten und Empfehlungen zu dessen strategischen Weiterentwicklung entwickeln. Er besteht aus externen Vertretern der Lebensmittel- und Ernährungswissenschaft bzw. Industrie und drei TUM Mitgliedern (Dekane der Fakultäten WZW, Sport- und Gesundheitswissenschaften und Medizin).

ForschungsschwerpunkteBearbeiten

 
Rückseite des Zentralinstituts ZIEL

Lebensmittel und MikrobiomBearbeiten

Dem Darm als Grenzfläche zwischen Organismus und einem einzigartigen mikrobiellen Ökosystem kommt im Rahmen der Mikrobiomforschung weltweites Interesse zu. Man geht derzeit davon aus, dass das Mikrobiom eine zentrale Bedeutung für die Gesundheit des Menschen hat. Die Verarbeitung von Lebensmitteln, die Zusammensetzung von Inhaltsstoffen und die Ernährung im Allgemeinen sind wichtige Faktoren, die die Zusammensetzung und Funktionalität des Mikrobioms maßgeblich beeinflussen. Quantitative und/oder qualitative Veränderungen des Mikrobioms können Auswirkungen auf die Immunabwehr und den Stoffwechsel haben und stehen mit zahlreichen chronischen Erkrankungen unserer Zeit in Verbindung. Das ZIEL widmet sich diesen komplexen Zusammenhängen durch den interdisziplinären Austausch von Expertenwissen und Forschung auf höchstem technischem Niveau.

Lebensmittel und ImmunmetabolismusBearbeiten

Stoffwechsel-assoziierte Erkrankungen wie Adipositas, Typ 2 Diabetes (T2D) und koronare Herzerkrankungen (KHK), sind weltweit für ein stark erhöhtes Sterblichkeitsrisiko verantwortlich. Der Lebensstil und das Ernährungsverhalten sind wesentliche Umweltfaktoren, die speziell in hochentwickelten Industrienationen zu Stoffwechsel-assoziierten Erkrankungen beitragen. Die Pathogenese dieser Erkrankungen ist multifaktoriell, allerdings zeigt sich eine starke Vernetzung von Stoffwechsel und Immunsystem, was die Tatsache untermauert, dass Entzündungsprozesse einen wesentlichen Beitrag zur Ätiologie dieser Erkrankungen leisten.

Die detaillierte Phänotypisierung von Probanden ist eine zentrale Voraussetzung, um den Einfluss von Lebensmitteln auf Stoffwechselprozesse zu charakterisieren. Hier hat das ZIEL im Rahmen der Humanstudieneinheit in eine methodische Weiterentwicklung investiert. Zusammen mit immunologischen Expertisen am ZIEL und der TUM werden hier die Voraussetzungen geschaffen, neue Schwerpunkte an der Schnittstelle von Lebensmittel und Immunmetabolismus sowohl systemisch als auch zellular zu analysieren. In Kombination mit neuen Tiermodellen und dem Schwerpunkt Mikrobiom im Darm ist hier eine klare Fokussierung entstanden.[3]

Core Facilities (Zentrale Einrichtungen)Bearbeiten

Die „Core Facilities“ dienen der Umsetzung der Forschungsschwerpunkte im ZIEL und etablieren Plattformtechnologien zur Mikrobiomanalyse in Form von Next Generation Sequencing und Gnotobiologie (Core Facility Mikrobiom), Interventionsstudien und Humanphänotypisierung (Core Facility Humanstudien) und Technologien zur Lebensmittelprozessierung (Core Facility Lebensmittelprozessierung/Kooperation WZW, Fraunhofer IVV und ZIEL). Damit will das ZIEL einzigartige Plattformen für die Erforschung der Zusammenhänge von Ernährung und Gesundheit beim Menschen bieten:

  • Core Facility Mikrobiom

Die Einrichtung widmet sich der Erforschung komplexer Zusammenhänge zwischen intestinaler Mikrobiota und ihrem Wirtsorganismus. Sie setzt sich aus den Einheiten „Gnotobiologie“ und „Next Generation Sequencing (NGS)“ zusammen, die eine vollständige Analyse der intestinalen Bakteriengemeinschaft (Mikrobiom) ermöglicht. Das Team der Core Facility vereint Expertenwissen in den Bereichen der Mikrobiologie, mikrobiellen Ökologie, Bakteriengenetik, Hochdurchsatz-Sequenzierung und Bioinformatik. Das qualifizierte Personal der Gnotobiologie stellt in der Tierhaltung den Ablauf der experimentellen Studien unter keimfreien Bedingungen sicher. Durch die Kombination der beiden Untereinheiten soll es möglich werden, eine durchgehende Forschungsplattform anzubieten, die vom Tiermodell bis zur molekularen Charakterisierung der Bakteriengemeinschaften reicht.

  • Core Facility Humanstudien

Schwerpunkt dieser Einrichtung sind Humanstudien aus dem ernährungsmedizinischen Bereich. Als Grundlage dafür dient die Erhebung der unterschiedlichen Körpermerkmale (Phänotypisierung). Mit teilweise einfachen Bestimmungen z. B. des Körpergewichts oder des Bauchumfangs wird zusammen mit Blutanalysen und physiologischen Untersuchungen (wie der Spiroergometrie) der Leistungs- und Gesundheitszustand der Studienteilnehmer/-innen bestimmt. Verschiedene Fragebögen lassen Rückschlüsse auf den Lebensstil zu und geben Auskunft über mögliche Gesundheitsrisiken.

  • Core Facility Lebensmittelprozessierung

Die Lebensmittel- und Bio-Prozesstechnik verbindet die Ansätze der vorwiegend naturwissenschaftlichen sowie der rein ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen bei der Umwandlung von Rohstoffen in gezielt veränderte Stoffsysteme. Das Technikum erfüllt neben den Aufgaben in Forschung und Lehre des Lehrstuhls für Lebensmittel- und Bio-Prozesstechnik auch die Funktion einer zentralen Einrichtung (Core Facility) des ZIEL. Kernaufgabe ist, die technische Infrastruktur für die kooperative Umsetzung ernährungswissenschaftlicher Erkenntnisse in Testmuster bereitzustellen, mit denen biochemische, Tier- und ggf. Humanstudien durchgeführt werden sollen. Beispiele sind das An- oder Abreichern biofunktionaler Substanzen, das Erzeugen und Konservieren von bioaktiven Komponenten durch mikrobielle oder enzymatische Fermentation oder die Untersuchung des Einflusses von Produktstrukturen auf das Verhalten von Lebensmitteln im Magen-Darmtrakt, auf Biofunktionalität und Bioverfügbarkeit. Ferner können Testlebensmittel erzeugt werden, die durch bestimmte Komponenten die Entwicklung des humanen Mikrobioms im Verdauungstrakt beeinflussen.[4]

ZIEL NachwuchsförderungBearbeiten

Das ZIEL unterhält ein thematisch fokussiertes Promotionsprogramm sowie zwei Nachwuchsforschergruppen. Diese generieren Synergismen über die Fakultäts- und Institutsgrenzen hinweg, es soll die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den Gruppen gefördert werden.

WeblinksBearbeiten

  Commons: Campus Freising-Weihenstephan – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Informationstafel des Staatlichen Hochbauamtes im Inneren der Halle des ZIEL
  2. Website des WZW TUM zum Zentralinstitut ZIEL, abgerufen am 7. Januar 2018.
  3. Website des WZW TUM zu den Forschungsschwerpunkten des ZIEL, abgerufen am 7. Januar 2018.
  4. Website des WZW TUM zu den Core Facilities des ZIEL, abgerufen am 7. Januar 2018.