PROFILBILDENDE FORSCHUNGSBEREICHE
TOP-LEVEL RESEARCH AREAS

Der aktuelle Prozess der Diskussion über neue Wege und Inhalte universitärer Forschung nahm seinen Ausgang im Jahr 2002 mit der Formulierung des Leitmottos der Universität Leipzig „Aus Tradition Grenzen überschreiten“ und der Bildung von Profillinien der Entwicklungskonzeption der Universität. Im Bewusstsein des besonderen Leipziger Standortvorteils mit 18 außeruniversitären Forschungseinrichtungen, darunter drei Max-Planck-Instituten, fünf weiteren Hochschulen und dem Umweltforschungszentrum, wurde diese Diskussion auf dem ersten Leipziger Forschungsgipfel im Jahre 2004 unter Einbeziehung dieser Einrichtungen fortgesetzt. Unter Leitung von Mitgliedern der Forschungskommission der Universität wurden Arbeitsgruppen gebildet. Diese legten zum Jahreswechsel 2004/2005 als erstes Zwischenergebnis eine Analyse vor, in der besonders erfolgversprechende Kompetenzbereiche (Cluster) aufgezeigt wurden.

Diese Kompetenzbereiche wurden im Jahr 2005 weiterentwickelt zu sechs fakultätsübergreifenden Profilbildenden Forschungsbereichen als Keimzellen für kooperative Forschungsverbünde (Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen Graduiertenkollegs etc.):

• Von Molekülen und Nanoobjekten zu multifunktionalen Materialien und Prozessen
• Mathematik und ihre Anwendungen in den Naturwissenschaften
• Molekulare und zelluläre Kommunikation: Biotechnologie, Bioinformatik und Biomedizin in Therapie und Diagnostik
• Gehirn, Kognition und Sprache
• Riskante Ordnungen
• Veränderte Umwelt und Krankheit.

Das zentrale Entwicklungsziel der Universität im Bereich der Forschung für die nächsten 5-10 Jahre besteht in der balancierten Entwicklung dieser sechs Profilbildenden Forschungsbereiche als Orte wissenschaftlicher Exzellenz, der Entfaltung ihrer Integrationsfähigkeit und ihrer strukturellen Einbeziehung in eine strategische Steuerung der Universität.

The current discussion about new contents and pathways of academic research was initiated in 2002 as a result of the definition of the Universität Leipzig mission statement "A Tradition of Crossing Boundaries" and the following development of specific focus areas for research. In view of Leipzig's particular advantage - next to the Universität Leipzig, the city of Leipzig is host to 18 other research institutions (among them three Max Planck Institutes), five other universities, and the Centre for Environmental Research - the first "Leipzig Research Summit" in 2004 brought those institutions into an intensive dialogue. Led by of members of Universität Leipzig's research commission, working groups were established, which, early in 2005, presented a first analysis identifying particularly promising areas of competency. Those clusters were developed throughout 2005 into six inter-faculty Top-Level Research Areas, which function as basic units for research collaborations (collaborative research centres, research groups, postgraduate research units etc.):

• From Molecules and Nano-Objects to Multifunctional Materials and Processes
• Mathematics and Its Applications in the Natural Sciences
• Molecular and Cellular Communication: Biotechnology, Bioinformatics and Biomedicine in Therapy and Diagnostics
• Brain, Cognition and Language
• Contested Order
• Changed Environment and Disease

The Top-Level Research Areas will be an integral element of the university's strategic development. Universität Leipzig's aim in the area of research in the next five to ten years is the development of those research areas into internationally visible locations of academic excellence.

Von Molekülen und Nanoobjekten zu multifunktionalen Materialien und Prozessen
Multifunctional materials and processes from moleculs and nanodevices

Der Umschwung von der Nutzung von Volumenmaterial, oft schon in der Form von Mikrostrukturen, zu nanoskopischen Strukturen und Materialien geschieht in vielen Gebieten und Disziplinen. Daher wird Nanotechnologie auch eine Konvergenztechnologie genannt. Internationale Spitzenforschung in diesem Bereich wird an der Universität Leipzig in der Physik, Chemie und Physikalischen Chemie auf mehreren interdisziplinären Gebieten geleistet: Nano- und mikrodimensionale Verbindungshalbleiter, Moleküle in Flüssigkeiten und in Wechselwirkung mit Grenzflächen, polymere Nanostrukturen und molekulare Precursoren. Ein Schwerpunkt liegt auf Selbstorganisationsmechanismen für organische und anorganische Strukturen. Anwendungen für die betreffenden Systeme liegen in der Elektronik, Photonik, Katalyse und in den Lebenswissenschaften. Der profilbildende Forschungsbereich betrachtet auch Umweltaspekte und Nachhaltigkeit von Nanostrukturen und führt wichtige Untersuchungen bezüglich der medizinischen Wirksamkeit und der Verbreitung und Alterung von Nanostrukturen in Wasser- und Luftkreisläufen durch. Die beteiligten Einrichtungen der Universität zeichnen sich durch eine hervorragende Drittmitteleinwerbung aus und arbeiten eng mit Leipziger Forschungsinstituten zusammen.

The change of paradigm from bulk material, often on a microscopic scale, to nanoscopic structures and materials with novel or improved properties occurs in many fields and disciplines. Thus nanotechnology is also considered a convergence technology. Research in this area is performed at the Universität Leipzig in physics, chemistry and physical chemistry. In several innovative, interdisciplinary linked fields we are at the forefront: nano- and micro-dimensional compound semiconductors, molecules interacting with fluid and solid interfaces, polymer nanostructures and molecular precursors. There is a focus on self-assembly for the synthesis of organic and inorganic structures. Such research is targeted at manifold applications in electronics, photonics, catalysis and life sciences. The Top-Level Research Area regards environmental aspects and sustainability as highly important. Therefore medical and environmental research is conducted to investigate the interaction of nanostructures with the human body and the role and aging of nanostructures in water and air cycles. The University has an enviable track record in attracting funding in the described fields and is closely linked to several local non-university research institutions.

Mathematik und ihre Anwendungen in den Naturwissenschaften
Mathematical Sciences

Die exakten Naturwissenschaften beschäftigen sich mit dem Bereich wissenschaftlichen Forschens, der einer mathematischen Formulierung zugänglich ist; dem Bereich, in dem die Probleme mathematisch analysiert werden können und der dadurch auch neue Probleme für mathematische Forschung aufwirft und somit die Mathematik in ihrer Entwicklung vorantreibt. Die besonders anregende Atmosphäre entsteht im Zusammenspiel von theoretischer und mathematischer Physik, theoretischer Chemie, theoretischer Biologie sowie Bioinformatik auf der einen und der Mathematik auf der anderen Seite.
Die folgenden Forschungsgebiete bilden derzeit den Kern dieser Forschung in Leipzig: partielle Differentialgleichungen, Numerik, Variationsrechnung, dynamische Systeme, komplexe Analysis; Quantenfeldtheorie, Elementarteilchenphysik; algebraische und symplektische Geometrie; geometrische, topologische und funktionalanalytische Methoden in der mathematischen Physik; stochastische Prozesse; Vielteilchensysteme; diskrete Mathematik; angewandte Informatik; Bioinformatik; Gravitationstheorie; Physik der weichen Materie; quantentheoretische Methoden in der Chemie.

The Mathematical Sciences are those fields of science in which the important questions can be phrased and analysed mathematically and which, conversely, pose new problems for mathematical research and thus advance mathematics itself. It is this interplay between Theoretical and Mathematical Physics, Theoretical Chemistry, Theoretical Biology and Bioinformatics on the one hand and Mathematics on the other hand, that makes for their fruitfulness. Currently the following research areas form the core of the distinctive research field at the University: partial differential equations, numerics, calculus of variations, dynamical systems, complex analysis; quantum field theory, elementary particle physics; algebraic and symplectic geometry; geometrical, topological, and functional analytical methods in mathematical physics; stochastic processes; many-body systems; discrete mathematics; applied computer science; bioinformatics; theory of gravitation; soft matter physics; quantum mechanical methods in chemistry.

Molekulare und zelluläre Kommunikation: Biotechnologie, Bioinformatik und Biomedizin in Therapie und Diagnostik
Molecular and Cellular Communication: Biotechnology, Bioinformatics and Biomedical Science in Therapy and Diagnostics

An den Universitäten Leipzig, Halle und Jena beschäftigen sich mehrere international konkurrenzfähige Arbeitsgruppen mit biomolekularer Kommunikation. Der Schwerpunkt der Universität Leipzig liegt hierbei im Bereich zellulärer Kommunikation, Wachstum, Differenzierung und Geweberegeneration. Von der Zusammenfassung und Fortentwicklung dieser Aktivitäten erwarten wir grundlegende Erkenntnisse über zelluläre Kommunikation und ihre Steuerung, ihre Bedeutung für Wachstum und Differenzierung, insbesondere auf der Ebene der Proteininteraktionen. Des weiteren werden zell- und molekularbiologische sowie proteinchemische und proteinanalytische Grundlagen in Hinblick auf eine klinische und biotechnologische Nutzung erarbeitet. Angestrebt wird die reibungslose Überführung von klinisch relevanten Resultaten aus der Grundlagenforschung in klinische Studien sowie eine verbesserte Diagnostik, Therapie und Prävention aufgrund der Ergebnisse klinischer Studien und biochemischer Forschungsergebnisse besonders in Hinblick auf die schärfere Differenzierung von Tumorsubgruppen bezüglich Pathogenese, Progression und Therapierbarkeit. Im Zentrum dieser profilbildenden Forschungslinie stehen die an der Universität Leipzig und den außeruniversitären Forschungseinrichtungen vorhandenen vielfältigen Kompetenzen im Bereich der Lebenswissenschaften, die sich unter anderem manifestieren in der Biotechnologie-/Gentechnologie-Initiative des Freistaates Sachsen.

Several internationally competitive groups at the Universität Leipzig and the universities of Halle and Jena are carrying out research in the area of biomolecular communication. The focus of the Universität Leipzig in this area is molecular communication on the cellular level for the investigation of evolution, growth, differentiation and tissue regeneration. The results to date and the further progress of this work are expected to lead to new insights into cellular communication and its control and significance for growth and differentiation, especially in the context of protein interactions. In addition to this, cell- and molecular-biological as well as protein-chemical and protein-analytical principles are studied with a particular focus on clinical and biotechnological applications. The aims are to effect a smooth transition of clinically relevant results from basic research to clinical trials and the improvement of diagnosis, therapy and prevention based on the results of clinical trials and the results of biochemical analysis. The improved identification of tumour sub-groups regarding pathogenesis, progression and therapy-potential as well as endocrinological and immunological questions are important subjects in this context. The variety of existing areas of expertise in the life sciences at the Universität Leipzig and the non-university research institutions (MPI EVA, FH IZI) , which are also part of the biotechnology and genetic engineering initiative of the Free State of Saxony, are of central significance in this Top-Level Research Area.

Gehirn, Kognition und Sprache
Brain, Cognition and Language

Der Profilbildende Forschungsbereich untersucht höhere geistige Funktionen wie Aufmerksamkeit, Wahrnehmung, Lernen, Gedächtnis, Motorik und Sprache. Ziel ist es, die hirnorganischen Grundlagen dieser kognitiven Prozesse aufzuklären, zu einem vertieften Verständnis assoziierter Hirnerkrankungen beizutragen und innovative Therapieansätze zu entwickeln. Hierzu vereint der Profilbildende Forschungsbereich die Aktivitäten zahlreicher universitärer und außeruniversitärer Forschungseinrichtungen der Natur- und Geisteswissenschaften, sowie der Medizin: Die beteiligten Wissenschaftler widmen sich fachübergreifend den vielfältigen Aspekten des Themenkomplexes "Sprache, Gehirn und Kognition". Im Vordergrund stehen dabei interdisziplinäre Forschungsprojekte, in denen ein breites Methodenspektrum zur Anwendung kommt. Es erstreckt sich von genetischen Untersuchungen, der Erfassung von Zell-Zell-Interaktionen und Beschreibung neuronaler Netzwerke, über die Verhaltensanalyse, bis hin zur Untersuchung der Sprachverarbeitung und der Analyse des formalen Aufbaus von Sprache. Dabei werden sowohl ontogenetische als auch phylogenetische Aspekte der Hirnentwicklung und Hirndifferenzierung betrachtet. Dieser multidimensionale Forschungsansatz bietet die Möglichkeit, nachhaltige Fortschritte im Verständnis der hochkomplexen Arbeitsweise des Gehirns zu erzielen.

This Top Level Research Area is devoted to the investigation of cognitive functions like attention, apperception, learning, memory, motor function and language. The goal is to increase our understanding of the interdependence between these cognitive functions and the underlying brain-specific structural and functional characteristics, which than will be a solid basis for the development of innovative concepts for therapies of brain-related diseases.
A consortium of University Departments at the Medical Faculty, Faculty of Biosciences, Pharmacy and Psychology, Faculty of Philology, and Faculty of Physics and Geological Sciences, and Departments at the MPI of Evolutionary Anthropology, MPI of Cognitive Brain Sciences, and MPI of Mathematics in Sciences agree on numerous interlinked interdisciplinary collaborations focusing on highly topical themes related to "Language, Brain and Cognition". The research projects cover a wide methodological area ranging from genetic analyses, acquisition of cell-cell-interactions and analysis of neuronal networks, and reaching as far as to analysis and assessment of behavior, studies of speech production and speech comprehension, and analysis of the formal structure of language. A specific focus in all these studies is on ontogenetic and phylogenetic aspects of the development and differentiation of the brain. Such a multidimensional approach opens up new realistic chances for a sustainable progress in our endeavour for a better understanding of the methods of operation of the brain.

Riskante Ordnungen
Contested Order - Orders in contest

Dieser PbF will einen gesellschafts- und geisteswissenschaftlichen Kontrapunkt zur Governanceforschung setzen. Vor dem Hintergrund der Einheit von Herrschaft und Territorium als Leitbild staatlicher Kontrolle und Paradigma gesellschaftlicher Ordnung setzt der PbF an der Prekarisierung solcher Ordnungsversuche im Zuge gesellschaftlicher Umstrukturierungen an. Untersucht werden neu emergierende und sich überlagernde, zum Teil auch konterkarierende Formen räumlicher, gesellschaftlicher und politischer Ordnung. In den PbF sind folgende Forschungsverbünde und Institute integriert: SFB 586 „Differenz und Integration“; DFG-Graduiertenkolleg „Bruchzonen der Globalisierung“, internationaler Promotionsstudiengang „Transnationalisierung und Regionalisierung vom 18. Jahrhundert bis zur Gegenwart“, GWZO, Simon-Dubnow-Institut für Jüdische Geschichte und Kultur, Forschergruppeninitiativen („Eigentum und Toleranz als Ordnungsprinzip?“).
In naher Zukunft soll sich hieraus unter dem Titel „Globalizing Areas“ ein weiterer PbF ausdifferenzieren, in den vor allem die in Leipzig vielfältig vertretenen Regionalwissenschaften einbezogen sein werden.

Im Rahmen des Wettbewerbs werden ein Forschungscluster „After Order?“, eine Graduiertenschule „Understanding Space and Territorialization“ sowie im Zukunftskonzept ein Forschungskolleg beantragt.

The problem is order on a global scale – and the question whether the West, shortly after having demonstrated its superior fitness for survival, is approaching all of a sudden a state of permanent disorder which asks for new ways of governing, if there are any. Some of the events that have stricken mankind recently seem to have shattered the conviction that perhaps most reconciles many of us: "that, though we ourselves may perish, the community into which we were born, and the sort of life it supports, will somehow live on." (Clifford Geertz). In other words, more and more people are becoming aware that they are "connected" far beyond their control. Not the fact is new, but the feeling is – which reflects that connectedness has turned critical or even fatal. For quite a while this new sensitivity has been put down to modern technologies of communication bringing "the world into the living room". Meanwhile people have are threatening to wipe out millions, sparing no region whatever; at the same time terrorist movements have spread around the world, propelled through loosely woven networks, hence all but invulnerable; furthermore streams of migrants appear to overflow major cities, clustered in ghettos of otherness vastly at odds with local habits and values. To make things even worse, "our" world, besides being beleaguered by “others”, has been endangering itself because it has proven unable to choose a sustainable path of progress. In sum, symptoms of global fragility abound and undermine that metaphysical self-assurance, handed down to us from the enlightenment, according to which where there is danger, a rescuing element grows as well. The best hope left is good governance. But again, the prospect is rather dim. The only choice left seems to be between failing states (like those governing a good part of Africa) and states that fail - as do western democracies that are still strong enough to protect the law, but cannot guarantee order. Hence thinking about new regimes seems timely, regimes beyond the state that in order to reduce risks take risks. However, innovations like these do not emerge in a vacuum. Regime-building rather is embedded in a multi-level "global assemblage" of territory, authority, and rights (Saskia Sassen), that shows variable degrees of coherence and "thickness", allowing either more or less governmental creativity.

Veränderte Umwelt und Krankheit
Environmental Changes and Diseases

Nach der Aufklärung des menschlichen Genoms erleben wir die rasante Identifizierung von krankheitsrelevanten Genen, deren direkter medizinischer Nutzen sich im wesentlichen auf seltene monogenetische Erkrankungen beschränkt. Aus dieser Erkenntnis wird deutlich, dass bei den komplexen (polygenetischen) „Volkskrankheiten“ verschiedene Umweltfaktoren die individuelle Krankheitsausprägung entscheidend modulieren können. Der Forschungsbereich konzentriert sich auf die Untersuchung von Umweltveränderungen und ihres Einflusses auf die Entstehung degenerativer, entzündlicher, metabolischer und neoplastischer Erkrankungen von hoher gesundheitspolitischer und –ökonomischer Bedeutung. Diese werden derzeit in Deutschland nicht systematisch erforscht. Der Ballungsraum Leipzig bietet dafür aufgrund der raschen Umweltveränderungen in den letzten 15 Jahren bei weitgehend genetisch homogener Bevölkerung ideale Voraussetzungen. Verbunden werden in einem interdisziplinären Forschungsansatz die Identifikation krankheitsrelevanter Umweltfaktoren und Umweltnoxen, die Charakterisierung ihrer biologischen Wirkung auf zelluläre und molekulare Zielstrukturen und deren Interaktion mit der genetischen Disposition sowie die Entwicklung, Erprobung und Evaluation von Strategien zur Risikoabschätzung, Prädiktion und Prävention. Der Forschungsbereich stützt sich einerseits auf die Expertise der Medizinischen Fakultät und mit ihr im ZPR kooperierender Fakultäten, des IZBI, des IZKF, des BBZ, andererseits auf die Vorarbeiten im Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH. Der Forschungsbereich ist mit der Graduiertenschule LIGHT eng verbunden und kooperiert mit dem profilbildenden Forschungsbereich „Molekulare und zelluläre Kommunikation, Wachstum und Differenzierung - Biotechnologie, Biomedizin und Bioinformatik“.

Following the sequencing of the human genome, we are witnessing rapid identification of disease related genes with medical benefits mostly limited to rare monogenetic diseases. This indicates that in the case of complex (polygenetic) common illnesses, various environmental factors can influence the development of an illness on an individual basis. This area of research concentrates on the investigation of environmental changes and their influence on the pathogenesis of degenerative, inflammatory, metabolic and neoplastic diseases and gives high priority to health politics and health economics. As of today there are no systematic studies of these diseases. The conurbation of Leipzig with its largely genetically homogeneous population and the rapid environmental changes it has seen over the last 15 years is ideal for this research. An interdisciplinary research approach draws the identification of disease-relevant environmental factors and noxae, the characterisation of their biological effects on cellular and molecular structures and their interaction with the genetic disposition together with the development, testing and evaluation of strategies for risk assessment, prediction and prevention. This research area is based on the expertise of the Faculty of Medicine and the cooperating faculties within the Centre for Prevention and Rehabilitation (ZPR), the IZBI, the IZKF, the BBZ together with the preliminary work of the Centre for Environmental Research Leipzig-Halle. This research area is closely linked to the graduate school LIGHT and collaborates with the Top-Level Research Area “Molecular and Cellular Communication, Growth and Differentiation – Biotechnology, Biomedicine and Bioinformatics”.