PhD position (m/f/d)

Das IUF – Leibniz Forschungsinstitut für Umweltmedizin untersucht die molekularen Mechanismen, durch die Umweltfaktoren – einschließlich Partikeln, Strahlung und chemischen Expositionen – die menschliche Gesundheit beeinflussen. Der Forschungsschwerpunkt des Instituts liegt auf umweltbedingt induzierten Alterungs- und Krankheitsprozessen im pulmonalen System und der Haut sowie auf umweltbedingt bedingten Dysfunktionen des Nervensystems und des Immunsystems.

Diese Position ist Teil eines DFG-geförderten Forschungsprojekts zwischen dem IUF (Dr. Andrea Rossi) und dem Institut für Humangenetik an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU)/Universitätsklinikum Düsseldorf (UKD) (Prof. Alessandro Prigione). Der erfolgreiche Kandidat wird in beide Forschungsgruppen integriert und profitiert von der komplementären Expertise der beiden Institutionen. Der Arbeitsvertrag wird zunächst für 18 Monate mit dem IUF abgeschlossen und anschließend für die verbleibenden 18 Monate an das Universitätsklinikum Düsseldorf (UKD) übertragen.

Wir suchen Bewerber für eine Promotionsstelle (m/w/d). Die Position wird am IUF und UKD angesiedelt sein und soll am 1. Oktober 2026 beginnen.

Projektübersicht

Der erfolgreiche Kandidat wird zum DFG-geförderten Projekt „Decoding the Remodeling of Mitochondrial DNA in Human Pluripotent Stem Cells and Differentiated Neurons“ beitragen. Mutationen in mitochondrialer DNA (mtDNA) sind eine Hauptursache für erbliche mitochondriale Erkrankungen und tragen auch zu häufigen, spät einsetzenden Krankheiten wie Neurodegeneration, Diabetes und Krebs bei. Wie mtDNA-Heteroplasmie während Zellschicksalsübergängen im menschlichen Körper – insbesondere während der Reprogrammierung somatischer Zellen zu induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) und während der Differenzierung von iPS-Zellen zu Neuronen – entsteht, ist noch wenig verstanden.

Dieses Projekt zielt darauf ab, die zellulären und molekularen Mechanismen zu entschlüsseln, die die Dynamik der mtDNA-Heteroplasmie in menschlichen pluripotenten Stammzellen und differenzierten Neuronen steuern, sowie Modulatoren zu identifizieren, die zur Verbesserung der iPSC-basierten Krankheitsmodellierung verwendet werden können und neue therapeutische Strategien für mtDNA-bezogene Erkrankungen vorzuschlagen.

Das Projekt kombiniert modernste Technologie der menschlichen iPSCs (Reprogrammierung patientenabgeleiteter Fibroblasten, neuronale Differenzierung zu iNeuronen, Organoidmodelle) mit hochpräziser Langsequenzierung von mtDNA (PacBio Onso), Einzelzellanalysen, der hauseigenen Mitopore-Bioinformatik-Pipeline und hypothesengeleiteter Screening von kleinen Molekülen.

Der Ph.D.-Student wird von der komplementären Expertise der beiden Labore profitieren: Das Prigione-Labor (HHU) ist international anerkannt für die Modellierung mitochondrialer und neurologischer Erkrankungen unter Verwendung menschlicher iPS-Zellen, während das Rossi-Labor (IUF) über umfassende Expertise in den Bereichen Genome Editing, mtDNA-Biologie, zelluläre Umweltresilienz und computergestützte Analyse von mtDNA-Varianten verfügt.

Qualifikationen

• Wir suchen einen hochmotivierten Kandidaten (w/m/d) mit einem starken Hintergrund in Molekular- und Zellbiologie.
• Substantielle praktische Erfahrung mit Säugetierzellkulturen ist erforderlich; Erfahrung mit menschlichen pluripotenten Stammzellen (iPSCs/ESCs), neuronaler Differenzierung, Organoiden oder Genome Editing (CRISPR/Cas9) ist von großem Vorteil.
• Kenntnisse in mitochondrialer Biologie und/oder Datenanalyse aus der Next-Generation-Sequenzierung (einschließlich Grundkenntnisse der Kommandozeile und Bioinformatik) sind sehr wünschenswert.
• Der Kandidat wird erwartet, unabhängig zu arbeiten und in enger Abstimmung mit beiden Laboren die Verantwortung für das tägliche Management seines Forschungsprojekts zu übernehmen.
• Das Projekt umfasst regelmäßige Interaktionen zwischen den beiden Laboren und eine gemeinsame Betreuung durch Dr. Andrea Rossi und Prof. Alessandro Prigione.
• Exzellente Kommunikationsfähigkeiten in Englisch sind erforderlich; praktische Kenntnisse in Deutsch sind willkommen, aber nicht zwingend erforderlich.

Aufgaben

• Isolation und Charakterisierung von menschlichen iPSC-Linien von gesunden Spendern und Patienten mit mtDNA-Mutationen.
• Differenzierung von iPSCs zu Neuronen (iNeuronen) und anderen relevanten Zelllinien.
• Durchführung von Analysen zur mtDNA-Heteroplasmie unter Verwendung von Langsequenzierung (PacBio Onso) und Mitwirkung an der Weiterentwicklung der Mitopore-Pipeline.
• Anwendung von Techniken der Molekularbiologie und Genome Editing (Plasmidklonierung, CRISPR/Cas9, AAV-Vektorproduktion, Elektroporation, qPCR, RT-PCR, Nukleinsäureextraktion, Gelelektrophorese, Western Blotting, Immunfluoreszenz).
• Beitrag zur Planung und Durchführung von Screening mit kleinen Molekülen zur Identifizierung von Modulatoren der mtDNA-Heteroplasmie.
• Unabhängige Analyse von Daten, kritische Bewertung von Ergebnissen und Präsentation von Ergebnissen in Laborbesprechungen, Seminaren und auf internationalen Konferenzen.
• Beitrag zu wissenschaftlichen Publikationen, regulatorischen Dokumenten und Berichten an die Förderagentur.
• Führung genauer und gut organisierter Aufzeichnungen über experimentelle Arbeiten.

Bildung und Erfahrung

• Masterabschluss (oder gleichwertig) in Biologie, Biotechnologie, Biomedizin, Molekularmedizin, Biochemie oder einem verwandten Bereich.
• Praktische Erfahrung mit Säugetierzellkulturen ist erforderlich.
• Erfahrung mit iPS-Zellen, ex vivo-Modellen, Organen oder neuronaler Differenzierung wird stark bevorzugt.
• Nachweisliche Kenntnisse in Standardtechniken der Molekularbiologie (Klone, qPCR, Western Blot, Immunfärbung).
• Erfahrung mit NGS-Datenanalyse, mtDNA-Sequenzierung oder allgemeiner Bioinformatik ist von Vorteil.
• Sehr gute Kenntnisse in Microsoft Office (Word, Excel, PowerPoint).
• Starke mündliche und schriftliche Kommunikationsfähigkeiten in Englisch sind erforderlich.

Gewünschte Schlüsselkompetenzen

• Selbstmotiviert, hochorganisiert, mit einer sorgfältigen Herangehensweise an die Arbeit und Aufmerksamkeit für Details.
• Positive „Can-Do“-Einstellung, verantwortungsbewusst und reaktionsschnell, mit hohen ethischen Standards und Zuverlässigkeit.
• Starke quantitative und analytische Fähigkeiten, in der Lage, rationale Schlussfolgerungen aus komplexen Daten zu ziehen.
• Hochgradig effektiv sowohl bei der selbstständigen Arbeit als auch als Teil eines interinstitutionellen Teams.
• Fähigkeit zur Bewertung, Analyse und Interpretation von Daten sowie zur Erstellung von Projektupdates, Präsentationen und Forschungsberichten zur Veröffentlichung.

Die Position ist auf insgesamt drei Jahre angelegt. Die Anstellung erfolgt zunächst für 18 Monate beim IUF und wird anschließend für die verbleibenden 18 Monate an das Universitätsklinikum Düsseldorf (UKD) übertragen. Die wöchentliche Arbeitszeit beträgt insgesamt 25 Stunden und 54 Minuten. Die Vergütung erfolgt gemäß den Bestimmungen des Tarifvertrags für die Beschäftigten der Länder (TV-L). Das Gehalt richtet sich nach TV-L (E13, 65%). Wir fördern Chancengleichheit und Vielfalt. Frauen sind besonders eingeladen, sich zu bewerben und werden gemäß dem LGG NRW bevorzugt berücksichtigt. Bewerbungen von Menschen mit Schwerbehinderungen und deren Gleichgestellten sind ebenfalls ausdrücklich erwünscht. Eingereichte Bewerbungsunterlagen werden nicht zurückgesendet. Unterlagen von nicht berücksichtigten Bewerbern werden nach Abschluss des Verfahrens ordnungsgemäß vernichtet.