• 2 Besuche pro Semester
• Bevorzugte Regionen: Steiermark (Graz (kein Auto) bzw. Graz-Umgebung Ost nahe Graz)
• Bietet individuelle Besuche und thematische Workshops an.
• Besucht gerne: Volksschulen, SEK I, SEK II
• Fahrtkosten sind von der Schule zu übernehmen.

Forschungsschwerpunkte

• Medizinische Chemie
• Strukturbiologie
• Wirkstoffforschung und -entwicklung
• Krebsforschung
• Stoffwechselforschung
• Alterungsforschung
• NMR Spektroskopie 
   

Aktuelle Projekte

Die Rolle Unstrukturierter Proteine in Gesundheit, Erkrankungen und Alterung: Meine Forschungsreise in das Feld der „unstrukturierten“ Proteine begann 2013 mit einer entscheidenden Entdeckung: Flexible, nicht fest gefaltete Bereiche von Proteinen – sogenannte intrinsisch ungeordnete Regionen – spielen eine zentrale Rolle beim Transport in den Zellkern und bei der Erkennung durch andere Moleküle. Diese Erkenntnis stellte die traditionelle Vorstellung in Frage, dass Proteine nur in fester Struktur funktional sein können, und leitete die Entstehung der „unstrukturellen Biologie“ ein – ein neues Forschungsgebiet über flexible Proteinbereiche, sogenannte IDPs (intrinsisch ungeordnete Proteine).
In den letzten zehn Jahren hat mein Team entscheidend dazu beigetragen, diese dynamischen Proteine besser zu verstehen. Wir haben neue Methoden wie die sPRE-Technik entwickelt, mit der wir untersuchen können, wie die Flexibilität von IDPs mit ihrer Funktion in Gesundheit und Krankheit zusammenhängt. So konnten wir zeigen, dass IDPs an wichtigen Prozessen wie Alterung, Krebsentstehung und Stressantwort beteiligt sind.
Unsere Forschung an ungeordneten Transkriptionsfaktoren – Proteinen, die Gene regulieren – begann mit der FOXO-Proteinfamilie. Wir entdeckten, wie deren unstrukturierte Bereiche den Import in den Zellkern steuern und mit p53 interagieren, einem Schlüsselprotein bei Alterung und Krebs. Die gezielte Unterbrechung dieser Interaktion kann alternde Zellen selektiv entfernen – ein vielversprechender Therapieansatz. Diese Erkenntnis führte zur Gründung von Cleara Biotech, wo unsere Wirkstoffkandidaten inzwischen klinisch getestet werden.
Zuletzt zeigten wir, dass β-Catenin – ein wichtiger Faktor in der Krebsbiologie – mit ungeordneten Regionen dieser Transkriptionsfaktoren sogenannte „Kondensate“ bildet: Tröpfchenartige Strukturen, die Genaktivität steuern. Diese neu entdeckten Strukturen eröffnen bisher unzugängliche Angriffspunkte für neue Therapien bei altersbedingten Krankheiten und Krebs. 

Projektlink
 

Die Rolle des Stoffwechsels in Gesundheit, Erkrankungen und Alterung: Gesundes Altern hängt eng mit einem gut funktionierenden Stoffwechsel zusammen. Wenn diese Balance verloren geht, steigt das Risiko für Krankheiten wie Krebs, Alzheimer, Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Diabetes. Im Exzellenzcluster MetAGE untersuchen wir, wie Stoffwechselprozesse das Altern beeinflussen – und wie gezielte Maßnahmen wie Ernährung oder Medikamente dazu beitragen können, die Gesundheit im Alter zu erhalten.
Eine Schlüsselrolle spielt dabei die NMR-Spektroskopie (Kernspinresonanzspektroskopie). Mit dieser hochmodernen Technik können wir in Blut- oder Gewebeproben tausende Stoffwechselprodukte gleichzeitig sichtbar machen. Das Ergebnis ist ein „metabolisches Fingerabdruckbild“, das uns zeigt, welche Prozesse im Körper im Gleichgewicht sind – und wo Störungen auftreten.
Besonders spannend: Mit NMR-gestützter Metabolomik lässt sich verfolgen, wie sich Stoffwechselwege mit dem Alter verändern und wie diese Veränderungen Krankheiten begünstigen. Wir können damit erkennen, welche Moleküle bei Prozessen wie der Energieproduktion in den Mitochondrien, der Funktion des Immunsystems oder der Regulation von Proteinen eine Rolle spielen.
Der große Vorteil: Im Gegensatz zu vielen anderen Methoden ist NMR nicht auf einzelne Moleküle beschränkt, sondern erlaubt uns, das komplexe Zusammenspiel des gesamten Stoffwechsels zu erfassen – in Echtzeit und ohne die Proben zu zerstören.
Unser Ziel ist es, mithilfe dieser Forschung den Übergang von einer „Medizin der Krankheit“ hin zu einer „Medizin der Gesundheit“ zu gestalten: also nicht nur Krankheiten zu behandeln, wenn sie auftreten, sondern ihre Entstehung durch frühzeitige Diagnose und Prävention zu verhindern. 

Auszug aus dem wissenschaftlichen Werdegang

Ich bin ein leidenschaftlicher „Unstruktur” Biologe, angetrieben von der Überzeugung, dass ungeordnete Proteine eine entscheidende Rolle bei der Zellregulation und der menschlichen Gesundheit spielen. Ich widme mich der Verbreitung von Wissen über ungeordnete Proteine in verschiedenen Umgebungen und Gruppen, angetrieben von der Neugier, ihre Vielfalt, Funktion und potenziellen Anwendungen zur Verbesserung unseres Lebens zu erforschen. Außerhalb meiner wissenschaftlichen Tätigkeit widme ich mein Leben Katharina, der Mutter meiner beiden Kinder Nikolaus Nepomuk und David Pantaleon. Wir leben in Graz, Österreich.

Eindeutige Kennung(en) des Forschers: ResearchID B-1682-2012 / ORCID 0000-0002-9725-5231
E-Mail: tobias.madl@medunigraz.at
URL der Website: https://www.medunigraz.at/en/team-tobias-madl
https://madllab.com/

Ausbildung und wichtige Qualifikationen
Als Doktorand der ersten Generation hatte ich das große Privileg, an der Universität Graz in Österreich eine Ausbildung in NMR-Spektroskopie zu absolvieren. K. Zangger weckte mein Interesse an ungeordneten Proteinen, NMR-Spektroskopie und Strukturbiologie. Während meiner Doktorarbeit erkannte ich die Bedeutung ungeordneter Regionen für die Proteinfunktion, was mich dazu veranlasste, mich mit bakteriellen Toxin-Antitoxin-Systemen zu beschäftigen und NMR-basierte Strategien zur Untersuchung der Konformationsdynamik ungeordneter und gefalteter Proteine zu entwickeln.

2016 Habilitation in Molekularbiologie
2004-2007 Promotion, Universität Graz, Österreich, Doktorvater: Prof. Klaus Zangger
Titel der Dissertation: Strukturelle und dynamische Untersuchungen zum bakteriellen ccd-Killingsystem
1998-2004 Diplom (Master), Chemie und Physik (Lehramt), Universität Graz, Österreich
Diplom (B.S.), Geschichte (Lehramt), Universität Graz, Österreich
1999–2000 Unterbrechung des Studiums aufgrund des Zivildienstes im Labor des Landesklinikums Graz, Österreich

Aktuelle Position(en)
2015 nahm ich eine Professur an der Medizinischen Universität Graz an, wo ich zunächst als außerordentlicher und dann als ordentlicher Professor (§99/4; ab 2021) in der Abteilung Molekularbiologie und Biochemie tätig war und meine Venia Docendi/Habilitation (2016) abschloss. Im Jahr 2023 wurde ich zum ordentlichen Professor und Leiter der Abteilung Medizinische Chemie ernannt. Die Abteilung ist im Otto-Loewi-Forschungszentrum angesiedelt und verfügt zusammen mit dem Zentrum für Medizinische Forschung über mehr als 4.000 m² Laborfläche, die mit modernsten Einrichtungen und Instrumenten für die grundlegende und angewandte biomedizinische/strukturelle Biologieforschung ausgestattet ist. Derzeit leite ich eine Gruppe von zwei leitenden Wissenschaftler*innen, einer Postdoktorandin, sechs PhD Kandidat*innen, zwei Techniker*innen und einer Reihe von Diplom-, Master- und Bachelor-Studierenden. Ich bin ein leidenschaftlicher Lehrender und ermutige meine Studierenden, "über den Tellerrand hinauszuschauen“ und über die Grenzen der aktuellen Wissenschaft hinauszudenken. Die unter meiner Leitung verfassten Abschlussarbeiten und Publikationen sind in der Regel multidisziplinär und bringen Kolleg*innen und Fachwissen auf neuartige Weise zusammen, um die Grenzen der Forschung zu erweitern.
Unsere Forschungsaktivitäten finden im Rahmen des interuniversitären Forschungsnetzwerks und Doktorandenprogramms „Biomolekulare Strukturen und Interaktionen” statt, das ich gegründet habe und seit 2019 leite. Seit 2018 habe ich das Privileg, das interuniversitäre Integrative Metabolism Research Center (iMRC) in Graz zu leiten und aufzubauen, für das ich wettbewerbsfähige Fördermittel für ein 600-MHz- und ein 800-MHz-NMR-Spektrometer (siehe unten) sichern konnte und als Sprecher des Forschungsbereichs Metabolismus und Kreislauf die Forschungsaktivitäten an der Med Uni Graz koordiniere, der mehr als 200 klinische und präklinische Forscher*innen und 35 PIs zusammenbringt, mit dem Ziel, die Forschungsaktivitäten zu koordinieren und zu fokussieren.
Seit 2022 Berater für Cleara Biotech, Matterhorn Biosciences und Bayer/Steigerwald
Seit 2021 Ordentlicher Professor für Strukturbiologie und Metabolomik an der Medizinischen Universität Graz
Seit 2015 Gastprofessor, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter (FJIRSM), Chinesische Akademie der Wissenschaften, Xiamen, China
2015-2021 Assoziierter Professor, Molekularbiologie und Biochemie, Medizinische Universität Graz, Österreich