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Seit dem Wintersemester 2024/25 leitet Kathi Zarnack an der Universität Würzburg den Lehrstuhl für Bioinformatik II. Ihre Forschung untersucht grundlegende biologische Prozesse und liefert potenzielle Anwendungen für die Medizin.
Die Bioinformatik verbindet Biologie mit Mathematik und Informatik, nutzt also computergestützte Methoden, um biologische Daten zu analysieren und zu interpretieren. An dieser Schnittstelle forscht Professorin Kathi Zarnack. Sie leitet seit dem Wintersemester 2024/25 den Lehrstuhl für Bioinformatik II an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU).
Algorithmen für mehr Verständnis
Bei ihrer Forschung untersucht Kathi Zarnack die RNA-Regulation, also die verschiedenen Prozesse, durch die RNA-Moleküle die Genexpression steuern und beeinflussen. Um diese zu beschreiben und zu verstehen, nutzt und entwickelt sie mit ihrem Team Algorithmen. Zarnacks Arbeit liefert nicht nur grundlegende Erkenntnisse zu komplexen biologischen Mechanismen, sie findet auch Anwendung in der medizinischen Forschung.
„Zu verstehen, wie Prozesse der RNA in den Zellen ablaufen, ist grundlegend für die Entwicklung bestimmter Therapeutika“, so die neue Professorin. Das wohl berühmteste Beispiel: mRNA-Impfstoffe gegen Covid-19.
Als mRNA bezeichnet man die Messenger-Ribonukleinsäure. In deren Innerem sind detaillierte Baupläne für Proteine enthalten, die für uns Menschen lebensnotwendig sind. Sie steuern Prozesse wie Zellteilung oder sorgen für ein starkes Immunsystem.
Jüngste Studie mit medizinischem Potenzial
In einer kürzlich erschienen Studie befassten sich Kathi Zarnack und ihr Team mit einer speziellen RNA-Modifikation, dem N6-Methyladenosin (m6A). „Die Modifikation trifft häufig bei Menschen verändert auf, die unter Stoffwechselstörungen, Krebs oder Herzerkrankungen leiden“, erklärt Zarnack. Ist m6A an eine mRNA angeheftet, löst es deren Abbau aus, sobald die ersten Proteine nach dem enthaltenen Bauplan hergestellt wurden.
Solche Prozesse bieten mögliche Nutzungen für Medikamente. Diese könnten etwa die Funktion von m6A gezielt unterdrücken und so die Produktion gewünschter Proteine verstärken. „Bis solche Prozesse klinisch anwendbar werden, bedarf es viel Arbeit, um Abläufe in der RNA und deren Wirken in Zellen zu verstehen“, so die Bioinformatikerin.
Bioinformatik als „Schlüsselkompetenz“ in der Lehre
Der potenzielle Nutzen ihres Fachs für die Medizin spiegelt sich auch in der Lehre wider. Dort unterrichtet Zarnack etwa „Machine Learning in Biology“ oder „Bioinformatik für Biomediziner“: „Der Umgang mit BigData, also extrem großen Datensätzen, ist in meinen Augen eine Schlüsselkompetenz in der heutigen Zeit. Das möchte ich praxisnah vermitteln.“
Zukünftig will die Bioinformatikerin gerne gemeinsame Lehrveranstaltungen mit anderen Fachrichtungen umsetzen.
Würzburg punktet als RNA-Standort
Vom Wechsel nach Würzburg überzeugten Kathi Zarnack gleich mehrere Faktoren: „Wir haben hier einen tollen RNA-Standort, etwa durch die Arbeit am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI) oder das mögliche Exzellenzcluster NUCLEATE.“ Neben dem hervorragenden Arbeitsumfeld punktete die Universität mit ihrer Flexibilität. Denn auch Zarnacks Ehemann, Professor Julian König konnte über eine Heisenberg-Professur an die JMU wechseln.
Der Lebenslauf der Bioinformatikerin
Nach dem 2002 abgeschlossenen Biologiestudium an der LMU München promovierte Kathi Zarnack von 2003 bis 2008 am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg zum Thema Signalweiterleitung in Pilzen. Bis dahin arbeitete die neue Professorin im Labor.
Der Wechsel in die Bioinformatik erfolgte 2009 mit dem Antritt der Postdoc-Stelle am EMBL-EBI, dem European Bioinformatics Institue am European Molecular Biology Laboratory in Hinxton nahe Cambridge (Großbritannien). Im Anschluss an eine weitere, kürzere, Anstellung als Postdoc am Cancer Research UK London Research Institute von 2012 bis 2013 zog es Kathi Zarnack zurück nach Deutschland.
Eine besondere Vorlieb gilt der Computational Biology, die Zarnack für sich als „perfekte Schnittstelle zwischen biologischer und computergestützter Forschung“ beschreibt.
Zwischen 2014 und 2024 leitete sie eine Nachwuchsgruppe an der Goethe-Universität Frankfurt, ehe es sie schließlich flussaufwärts nach Würzburg zog.
Prof. Dr. Katharina Zarnack, Lehrstuhlinhaberin Bioinformatik II, Tel: +49 931 31-81878, Mail: kathi.zarnack@uni-wuerzburg.de
Kathi Zarnack sieht in der Kombination aus Biologie und Informatik großes Potenzial.
Lutz Ziegler
Universität Würzburg
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Studierende, Wissenschaftler
Biologie, Informationstechnik, Medizin
überregional
Personalia
Deutsch
Kathi Zarnack sieht in der Kombination aus Biologie und Informatik großes Potenzial.
Lutz Ziegler
Universität Würzburg
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