Patrick Cramer studierte von 1989 bis 1995Chemie an den UniversitätenStuttgart undHeidelberg.[3] Einen Teil des Studiums absolvierte er alsErasmus-Stipendiat an derUniversity of Bristol inGroßbritannien. Die Forschungsarbeiten für seine Diplomarbeit führte er beiAlan Fersht in Cambridge, Großbritannien, durch, wo er die Strukturbiologie und dasLaboratorium für Molekularbiologie (LMB) kennen lernte. 1995 schloss er sein Studium an der Universität Heidelberg mit demDiplom ab. Von 1995 bis 1998 war Cramer als Doktorand in der Arbeitsgruppe vonChristoph Müller am Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) in Grenoble, Frankreich tätig. Er promovierte 1998 als Doktor der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) an derUniversität Heidelberg mit der DissertationStructure of the human transcription factor NF-κB [NF-kappaB] P52 homodimer DNA complex. In den Jahren 1999–2001 war Cramer alsPostdoktorand[3] und Stipendiat derDeutschen Forschungsgemeinschaft im Labor des späteren NobelpreisträgersRoger D. Kornberg an derStanford-Universität in den USA tätig.
Im Jahr 2001 kehrte Patrick Cramer nach Deutschland zurück, wo er eineTenure-Track-Professur für Biochemie am Genzentrum derLudwig-Maximilians-Universität München erhielt.[3] Dort wurde er 2004 zum Ordentlichen Professor für Biochemie und Leiter des Genzentrums ernannt.[3] Cramer leitete das Genzentrum der Universität München für 10 Jahre, von 2004 bis 2013. Cramer war an der Universität München zudem von 2007 bis 2009 alsDekan der Fakultät für Chemie und Pharmazie, 2010 bis 2013 als Direktor des Fachbereichs Biochemie,[3] 2007 bis 2013 als Mitglied des Forschungsausschusses und 2008 bis 2013 als Sprecher des Sonderforschungsbereiches 464 derDeutschen Forschungsgemeinschaft tätig.
Zum 1. Januar 2014 wurde Patrick Cramer als Direktor an dasMax-Planck-Institut für biophysikalische Chemie inGöttingen berufen,[3] wo er seither die Abteilung "Molekularbiologie" leitet. Von 2014 bis 2020 war er Mitglied der Perspektivenkommission der Biologisch-Medizinischen Sektion der Max-Planck-Gesellschaft und zeitweise deren Vorsitzender. Im Jahr 2022 war Cramer auch als geschäftsführender Direktor des neuenMax-Planck-Instituts für Multidisziplinäre Naturwissenschaften tätig, des größten Instituts der Max-Planck-Gesellschaft.[4]
Patrick Cramer ist vor allem als Grundlagenforscher, Hochschullehrer und Wissenschaftsmanager tätig. Als Postdoktorand in Stanford ermittelte Cramer diedreidimensionale Struktur derRNA-Polymerase II, eines der größtenEnzyme imZellkern. Für „fundamentale Forschungen der molekularen Basis der eukaryotischen Transkription“ erfolgte einige Jahre später die Vergabe des Nobelpreises für Chemie an Roger Kornberg im Jahr 2006.[5]
Das Labor von Patrick Cramer untersucht zum einen die molekularen Mechanismen derGentranskription in eukaryontischen Zellen. Dazu werden strukturbiologische Methoden verwendet, insbesondere dieRöntgenkristallographie und die Kryo-Elektronenmikroskopie. Zum anderen erforscht die Arbeitsgruppe von Patrick Cramer die systemischen Prinzipien der Genregulation in lebenden Zellen mit Hilfe von funktionalerGenomik undBioinformatik.[6] Cramers Arbeitsgruppe erzeugte die ersten molekular aufgelösten Filme derTranskriptions-Initiation und -Elongation. Patrick Cramer gelang es, sehr große und transiente Multiprotein-Komplexe der Gen-Transkription strukturell aufzuklären, darunter auch Komplexe mit Nukleosomen, den Bausteinen des Chromatins. Zudem entwickelte Cramer Methoden, um fundamentale Aspekte des RNA-Stoffwechsels in Zellen zu analysieren. Cramer trägt zur Entwicklung der molekularenSystembiologie bei, indem er Ansätze der Molekular- und Systembiologie integriert. Das Langzeitziel von Cramer ist es, dieExpression und dieRegulation des menschlichen Genoms zu verstehen.
Zudem widmet sich Cramer der Entwicklung der Naturwissenschaften in Deutschland und Europa und ist dazu auch in wissenschaftlichen Gremien und Beiräten aktiv. In seiner Zeit in München trug er zum Ausbau der Lebenswissenschaften bei, indem er denExzellenzcluster "Center for Integrated Protein Science (CIPSM)" mitgründete und den Forschungsneubau "Munich Research Center for Molecular Biosystems (BioSysM)" initiierte. Zudem war Cramer im wissenschaftlich-technischen Beirat der bayerischen Staatsregierung und im Bereich der Bioethik amInstitut TTN tätig. Von 2016 bis 2019 hatte Cramer den Vorsitz im Rat (Council) desEuropäischen Laboratoriums für Molekularbiologie (EMBL)[7]. Von 2017 bis 2022 war Cramer Vorsitzender des wissenschaftlichen Beirats desMax-Delbrück-Centrums in Berlin. Patrick Cramer ist seit 2018 Vizesprecher des Exzellenzclusters 'Multiscale Bioimaging' an derUniversitätsmedizin Göttingen.[8] Von 2020 bis 2022 war Patrick Cramer auch Mitglied des wissenschaftlichen Beirats desInstituto Gulbenkian de Ciência in Lissabon[9] und als Vorsitzender des Kuratoriums der Bayer Science and Education Foundation tätig.[10]
2020 klärte Cramers Gruppe die Struktur der RNA-Polymerase des neuen CoronavirusSARS-CoV-2 auf und visualisierte, wie dasCovid-19-Virus seine aus rund 30.000 Bausteinen bestehende RNA vervielfältigt. In Zusammenarbeit mit der Gruppe vonClaudia Höbartner konnte Cramer zudem zeigen, wie die Corona-MedikamenteRemdesivir undMolnupiravir die Vervielfältigung der RNA des Covid-19-Virus stören.[11][12][13] Diese Forschung bietet Ansatzpunkte für die weitere Entwicklungantiviraler Medikamente.
mit I. Fianu, Y. Chen, C. Dienemann, O. Dybkov, A. Linden, H. Urlaub:Structural basis of Integrator-mediated transcription regulation. In: Science, 374, 2021, S. 883–887.
mit G. Kokic, F.R. Wagner, A. Chernev, H. Urlaub:Structural basis of human transcription-DNA repair coupling. In:Nature 598, S. 368–372
mit S. Rengachari, S. Schilbach, S. Aibara und C. Dienemann:Structure of the human Mediator-RNA polymerase II pre-initiation complex. In:Nature, 594, 2021, S. 129–133.
mit S. Zhang, S. Aibara, S.M. Vos, D.E. Agafonov, R. Lührmann:Structure of a transcribing RNA polymerase II-U1 snRNP complex. In:Science. 371, 2021, 305–309.
mit H.S. Hillen, G. Kokic, L. Farnung, C. Dienemann und D. Tegunov:Structure of replicating SARS-CoV-2 polymerase. In:Nature 584, 2020, 154–156.
mit S.O. Dodonova, F. Zhu, C. Dienemann and J. Taipale:Nucleosome-bound SOX2 and SOX11 structures elucidate pioneer factor function. In:Nature 580, 2020, 669–672.
mit S.M. Vos, L. Farnung, M. Boehning, C. Wigge, A. Linden und H. Urlaub: Structure of activated transcription complex Pol II-DSIF-PAF-SPT6.Nature 560, 2018, 607–612.
mit B. Schwalb, M. Michel, B. Zacher, K. Frühauf, C. Demel, A. Tresch und J. Gagneur:TT-seq maps the human transient transcriptome. In:Science. 352, 2016, S. 1225–1228.
mit C. Plaschka, M. Hantsche, C. Dienemann, C. Burzinski und J. Plitzko:Transcription initiation complex structures elucidate DNA opening. In:Nature. 533, 2016, S. 353–358.
mit C. Bernecky, F. Herzog, W. Baumeister und J. M. Plitzko:Structure of transcribing mammalian RNA polymerase II. In:Nature. 529, 2016, S. 551–554.
mit C. Plaschka, L. Larivière, L. Wenzeck, M. Seizl, M. Hermann, D. Tegunov, E. V. Petrotchenko, C. H. Borchers, W. Baumeister, F. Herzog und E. Villa:Architecture of the RNA polymerase II-Mediator core initiation complex. In:Nature. 518, 2015, S. 376–380.
mit D. Schulz, B. Schwalb, A. Kiesel, C. Baejen, P. Torkler, J. Gagneur und J. Soeding:Transcriptome Surveillance by Selective Termination of Noncoding RNA Synthesis. In:Cell. 155, 2013, S. 1075–1087.
mit D. Kostrewa, M. E. Zeller, K. J. Armache, M. Seizl, K. Leike und M. Thomm:RNA polymerase II-TFIIB structure and mechanism of transcription initiation. In:Nature. 462, 2009, S. 323–330.
mit D. A. Bushnell und R. D. Kornberg:Structural basis of transcription: RNA polymerase II at 2.8 angstrom resolution. In:Science. 292, 2001, S. 1863–1876.
mit D. A. Bushnell, J. Fu, A. L. Gnatt, B. Maier-Davis, N. E. Thompson, R. R. Burgess, A. Edwards, P. R. David und R. D. Kornberg:Architecture of RNA polymerase II and implications for the transcription mechanism. In:Science. 288, 2000, S. 640–649.
mit G. Kokic, C. Dienemann, C. Höbartner and H.S. Hillen:Coronavirus-Replikation: Mechanismus und Inhibition durch Remdesivir. In:Biospektrum (Heidelb). 2021;27(1):49-53. German.doi: 10.1007/s12268-021-1516-6.
mit S. Osman:Structural Biology of RNA Polymerase II Transcription: 20 Years On. In:Annu Rev Cell Dev Biol. 36, 2020, 1–34.
Organization and regulation of gene transcription.Nature. 573, 2019, 45–54.
mit C. Plaschka und K. Nozawa:Mediator Architecture and RNA Polymerase II Interaction. In:Journal of Molecular Biology. 28, 2016, S. 2569–2574.
mit S. Sainsbury und C. Bernecky:Structural basis of transcription initiation by RNA polymerase II. In:Nature Reviews Molecular Cell Biology. 16, 2015, S. 129–143.
A tale of chromatin and transcription in 100 structures. In:Cell. 159, 2014, S. 985–994.
mit A. C. Cheung:A Movie of RNA Polymerase II Transcription. In:Cell. 149 2012, S. 1431–1437.
Deciphering the RNA polymerase II structure: a personal perspective. In:Nature Structural & Molecular Biology. 13, 2006, S. 1042–1044.
AlphaFold2 and the Future of Structural Biology.Nat. Struct.& Mol. Biol. 28, 2021, 704–705.
Rosalind Franklin and the Advent of Molecular Biology. In:Cell 182, 2020, 787–789.
500 years after the first circumnavigation of the world: the efforts, rewards and drawbacks of exploration.FEBS Lett. 594, 2020, 207–208.
Aufbruch in die molekulare Systembiologie. – Essay für die Jubiläumsausgabe "20 Jahre Laborjournal",Laborjournal vom 11. Juli 2014.
Entwicklungen in der Biomedizin: Genom-Sequenzierung in Diagnose, Prävention und Therapie; Systembiologie und Medizin. In: T. Rendtorff (Hrsg.):Zukunft der biomedizinischen Wissenschaften. Nomos, 2013,ISBN 978-3-8487-0849-9.
mit O. Primavesi, R. Hickel, T. O. Höllmann und W. Schön:Lob der Promotion. In:Frankfurter Allgemeine Zeitung. 19. Juli 2013.
mit J. Hacker,T. Rendtorff, M. Hallek, K. Hilpert, C. Kupatt,M. Lohse, A. Müller, U. Schroth, F. Voigt, M. Zichy:Biomedizinische Eingriffe am Menschen – Ein Stufenmodell zur ethischen Bewertung von Gen- und Zelltherapie. Walter de Gruyter, Berlin 2009,ISBN 978-3-11-021306-5.
↑Goran Kokic, Hauke S. Hillen, Dimitry Tegunov, Christian Dienemann, Florian Seitz, Jana Schmitzova, Lucas Farnung, Aaron Siewert, Claudia Höbartner, Patrick Cramer, Mechanism of SARS-CoV-2 polymerase stalling by remdesivir, Nature Communications, 12. Januar 2021,Abstract
