Sachsen bindet Spitzenforsche­rin im Bereich der Bioinformatik: Prof. Ágnes Tóth-Petróczy verstärkt das BIOTEC und CASUS

Prof. Ágnes Tóth-Petróczy ist im Juni 2026 als Forschungsgruppenleiterin zum Center for Advanced Systems Understanding (CASUS) des HZDR gestoßen. Zudem wurde sie an der Technischen Universität Dresden (TUD) auf die Professur für Systembiologie der Proteinevolution berufen. Die Professur ist am Biotechnologischen Zentrum (BIOTEC) angesiedelt, das zum Center for Molecular and Cellular Bioengineering (CMCB) der TUD gehört. Tóth-Petróczy wird gemeinsam von der TUD und dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) berufen. Die in Ungarn geborene Wissenschaftlerin beschäftigt sich vor allem mit den Funktionen und der Evolution ungeordneter Proteine. Zu ihren Auszeichnungen zählt unter anderem ein Starting Grant des Europäischen Forschungsrats, den sie im Jahr 2023 erhielt.

„Ágnes Tóth-Petróczy hat vor einem Jahr bei ihrer Vorstellung am CASUS einen hervorragenden Eindruck hinterlassen“, sagt CASUS-Direktor Prof. Thomas D. Kühne. „Ich freue mich sehr, dass wir ihr ein überzeugendes Angebot unterbreiten konnten und sie nun zum CASUS-Team gehört. Mit ihrer Fachkompetenz wird das Themenspektrum des CASUS breiter denn je, und wir hoffen, dass ihre Perspektive aus dem Bereich der computergestützten Biologie den Diskurs am Zentrum für lange Zeit bereichern wird.“

Tóth-Petróczys Forschung konzentriert sich auf eine Gruppe von Molekülen, die für das Leben von zentraler Bedeutung sind: Proteine. Ihr Interesse gilt insbesondere intrinsisch ungeordneten Proteinen. Diese Proteine weisen keine feste Struktur auf und lassen sich daher mit herkömmlichen Methoden nur schwer analysieren. Es gibt viele offene Fragen hinsichtlich der Funktionen und der Evolution ungeordneter Proteine. Eine wichtige Funktion besteht darin, dass sie den Aufbau biomolekularer Kondensate koordinieren – kleiner Tröpfchen innerhalb der Zelle, in denen Proteine und andere Moleküle konzentriert sind. Dabei handelt es sich um eine neue Art der Organisation von Proteinen in Zellen ohne Lipidmembran.

Interdisziplinäre Forscherin in einem interdisziplinären Zentrum

„Der starke Fokus des CASUS auf interdisziplinäre Systemforschung ist sehr vielversprechend und überzeugend. Er entspricht genau dem Ansatz, den ich in den vergangenen Jahren in meinem eigenen Labor verfolgt habe. Ich habe mich darauf konzentriert, Biologen, Chemiker, Physiker und Informatiker zusammenzubringen, um komplexe Forschungsprobleme aus verschiedenen Blickwinkeln anzugehen“, sagt Tóth-Petróczy. „Ich freue mich sehr darauf, meine Forschung am CASUS fortzusetzen, und ich freue mich darauf, mich mit den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Zentrums über Methoden auszutauschen und gemeinsam Ideen zu entwickeln.“

„Mit der Besetzung einer weiteren Abteilungsleitung erreicht das CASUS ein neues Level",  stellt Prof. Sebastian M. Schmidt, Wissenschaftlicher Direktor des HZDR, fest. „Ágnes Tóth-Petróczy ist in meinen Augen eine exzellente Wahl. Die Anzahl und Qualität der wissenschaftlichen Arbeiten sowie die eingeworbenen Forschungsgelder sprechen für sich. Besonders freut mich, dass das CASUS nun eine erste Abteilungsleiterin hat. Ich bin mir sicher, dass Prof. Tóth-Petróczy das HZDR inhaltlich bereichern wird. Ich wünsche ihr und ihrem Team einen erfolgreichen Start und wissenschaftlichen Erfolg.“

Eine bioinformatische Perspektive

Mit ihrer Zugehörigkeit zum BIOTEC positioniert Prof. Tóth-Petróczy die Einrichtung an einer einzigartigen Schnittstelle zwischen computergestützten und biochemischen Ansätzen in der Kondensatforschung. Das BIOTEC ist eines der führenden Forschungszentren auf dem Gebiet der Biochemie biomolekularer Kondensate. Tóth-Petróczy bringt nun eine wichtige ergänzende Perspektive ein: Ihre Gruppe hat über Jahre hinweg auf maschinellem Lernen basierende Modelle, Werkzeuge und Datenbanken entwickelt, die völlig neue Wege zur Analyse ungeordneter Proteine und Kondensate eröffnen.

Tóth-Petróczy weist darauf hin, dass noch viel Forschungsarbeit zu leisten ist: „Mich hat schon immer fasziniert, wie die Evolution aus der enormen Vielfalt möglicher Proteine robuste zelluläre Systeme hervorbringt. Diese Neugier hat meine Forschungsrichtung geprägt – die Verknüpfung von Proteinsequenz und Funktion, insbesondere bei ungeordneten Proteinen.“

Welche evolutionären Vorteile ergeben sich aus struktureller Unordnung und der Bildung biomolekularer Kondensate? Welche molekularen Mechanismen bestimmen die Zusammensetzung und die spezifische Anordnung von Kondensaten?

Tóth-Petróczy glaubt, dass sich Antworten finden lassen, wenn das kollektive Verhalten von Proteinen in ihrer Gesamtheit beschrieben wird: „Die Modellierung der dynamischen und reagierenden Gesamtheit von Proteinen könnte es uns letztendlich ermöglichen, die Proteinfunktion in Abhängigkeit vom Zellzustand vorherzusagen – von der normalen Physiologie bis hin zu Stress und Krankheit.“

Viele Krankheiten stehen im Zusammenhang mit genetischen Mutationen, die die Sequenz des Proteins verändern. Ihr Team untersucht nicht nur genetische, sondern auch phänotypische Mutationen, die während der Proteinherstellung auftreten.

Tóth-Petróczy weiter: „Wir erforschen, wie diese zur Evolution und zu Krankheiten wie Neurodegeneration und Krebs beitragen. Um diese Fragen zu beantworten, verbindet unser interdisziplinäres Team evolutionäre und physikalische Prinzipien mit Modellen des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz.“

Prof. Henrik Bringmann, Direktor des BIOTEC, begrüßt die Ernennung: „Ágnes Tóth-Petróczy ist eine herausragende Wissenschaftlerin, deren Arbeit Molekulargenetik, Evolutionsbiologie und maschinelles Lernen auf höchst innovative Weise miteinander verbindet. Ihr computergestützter Ansatz zur Erforschung biomolekularer Kondensate passt hervorragend zum BIOTEC – und stellt eine natürliche Erweiterung unserer biochemischen Perspektive auf dieses Thema dar. Mit ihr festigt das BIOTEC seine Position als eine der wichtigsten Adressen in der weltweiten Forschung zu biomolekularen Kondensaten.“

Karriere in den USA und Deutschland

Tóth-Petróczy entwickelte während ihres Chemiestudiums an der Eötvös-Loránd-Universität in Budapest (Ungarn) ein besonderes Interesse an intrinsisch ungeordneten Proteinen. Sie promovierte im Labor von Prof. Dan Tawfik am Weizmann-Institut in Rehovot (Israel), wo sie sich mit der der Evolution von Proteinen befasste. Anschließend wechselte sie mit einem EMBO-Postdoktorandenstipendium in das Labor von Debora Marks an der Harvard Medical School (USA). Bevor sie nach Deutschland zog, arbeitete sie als Fallanalystin in einem klinisch-genetischen Team in der Abteilung für Genetik des Brigham and Women’s Hospital und der Harvard Medical School in Boston (USA). Ab 2018 leitete sie eine Max-Planck-Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik sowie am Zentrum für Systembiologie Dresden. Tóth-Petróczy ist Mitglied des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Exzellenzclusters „Physics of Life“ der TUD und Empfängerin eines Starting Grant des Europäischen Forschungsrats.

Weitere Informationen:

Prof. Ágnes Tóth-Petróczy
Forschungsgruppenleiterin
Center for Advanced Systems Understanding (CASUS) am HZDR
Biotechnologisches Zentrum (BIOTEC) der TU Dresden
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Pressekontakt:

Dr. Martin Laqua
Referent Kommunikation
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Center of Advanced Systems Understanding (CASUS) am HZDR
Mobiltel.: +49 1512 807 6932
E-Mail:

Dr. Magdalena Gonciarz
PR Officer
Center for Molecular and Cellular Bioengineering (CMCB)
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Über das Center for Advanced Systems Understanding

Das CASUS wurde 2019 in Görlitz gegründet und betreibt digitale interdisziplinäre Systemforschung in unterschiedlichen Bereichen wie Erdsystemforschung, Systembiologie und Materialforschung. Innovative Forschungsmethoden aus Mathematik, theoretischer Systemforschung, Simulation, Daten- und Computerwissenschaft werden mit dem Ziel eingesetzt, komplexe Systeme von bisher nie dagewesener Realitätstreue abzubilden und so zur Lösung drängender gesellschaftlicher Fragen beizutragen. Gründungspartner sind das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig (UFZ), das Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden (MPI-CBG), die Technische Universität Dresden (TUD) und die Universität Wroclaw (UWr). Das Zentrum wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) sowie des Sächsischen Staatsministeriums für Wissenschaft, Kultur und Tourismus (SMWK) gefördert und wird als ein Institut des HZDR geführt. www.casus.science

Über das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf den Gebieten Energie, Gesundheit und Materie. Folgende Fragestellungen stehen hierbei im Fokus:

• Wie nutzt man Energie und Ressourcen effizient, sicher und nachhaltig?
• Wie können Krebserkrankungen besser visualisiert, charakterisiert und wirksam behandelt werden?
• Wie verhalten sich Materie und Materialien unter dem Einfluss hoher Felder und in kleinsten Dimensionen?

Das HZDR entwickelt und betreibt große Infrastrukturen, die auch von externen Messgästen genutzt werden: Ionenstrahlzentrum, Hochfeld-Magnetlabor Dresden und ELBE-Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen. Es ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, hat sieben Standorte (Dresden, Freiberg, Görlitz, Grenoble, Leipzig, Rostock, Schenefeld bei Hamburg) und beschäftigt fast 1.500 Mitarbeiter:innen – davon etwa 700 Wissenschaftler*innen inklusive 200 Doktorand:innen.

Über das Biotechnologische Zentrum

Das Biotechnologische Zentrum (BIOTEC) wurde 2000 als zentrale wissenschaftliche Einrichtung der TU Dresden mit dem Ziel gegründet, modernste Forschungsansätze in der Molekular- und Zellbiologie mit den in Dresden traditionell starken Ingenieurswissenschaften zu verbinden. Seit 2016 ist das BIOTEC eines von drei Instituten der zentralen wissenschaftlichen Einrichtung Center for Molecular and Cellular Bioengineering (CMCB) der TU Dresden. Das BIOTEC nimmt eine zentrale Position in Forschung und Lehre im Forschungsschwerpunkt Molecular Bioengineering ein und verbindet zellbiologische, biophysikalische und bioinformatische Ansätze miteinander. Es leistet einen entscheidenden Beitrag zum strategischen Forschungsschwerpunkt der TU Dresden "Principles of Life. Transforming Health Care".
www.tud.de/biotec
www.tud.de/cmcb