Universität Leipzig, Prof. Jonas Warneke und Team, Rise-up!-Förderung über 600.000 Euro zur Forschung zu Biomolekülen auf Oberflächen in Leipzig; Neue Wege in Bioanalytik
Universität Leipzig: Rise-up!-Förderung über 600.000 Euro für Forschung zu Bausteinen des Lebens auf Oberflächen
Prof. Warneke und sein Team arbeiten an neuer Methode zur Verbindung von Biomolekülen mit gasförmigen „aggressiven“ Teilchen
Rise-up!-Förderung über 600.000 Euro für Forschung zu Bausteinen des Lebens auf Oberflächen
Das Forschungsteam um Prof. Dr. Jonas Warneke vom Wilhelm-Ostwald-Institut der Universität Leipzig erhält von der gemeinnützigen und unabhängigen Boehringer Ingelheim Stiftung im Rahmen des Rise-up! Programms eine Förderung in Höhe von etwa 600.000 Euro. Damit wollen die Forschenden in den kommenden drei Jahren ein neues Verfahren entwickeln, um Biomoleküle auf Oberflächen in chemischen Reaktionen mit gasförmigen geladenen Reaktionspartnern kontrolliert zu verbinden. Die Methode kann neue Möglichkeiten in zwei unterschiedlichen Forschungsfeldern, der Bioanalytik und der medizinischen Chemie, eröffnen.
Es gibt viele etablierte Verfahren, welche die Struktur von Biomolekülen, die zum Beispiel in Wasser gelöst sind, aufklären. Deutlich schwieriger lässt sich herausfinden, wie genau Biomoleküle auf Oberflächen angeordnet und gefaltet sind. „Solche Strukturen im Detail zu verstehen, liefert beispielsweise ein grundlegendes Verständnis über die Funktion von Zelloberflächen“, erklärt Warneke.
Die Forschenden verbildlichen ihr Vorgehen, bei welchem sie ein spezielles Vakuuminstrument zur sogenannten „Ionendeposition“ verwenden, um neue Informationen über Biomoleküle an Oberflächen zu bekommen: „Wir lassen klebende Kügelchen auf die Oberfläche mit den Biomolekülen herabregnen. Diese Kügelchen bleiben dann an den Biomolekülen haften, und zwar genau dort, wo die Kügelchen auf dem Biomolekül gelandet sind“, sagt Warneke. Wird die Struktur der Biomoleküle dann später mit den in der Chemie üblichen Methoden analysiert, müssen sie von der Oberfläche getrennt werden und verändern ihre Struktur. Die Forschenden können dann genau sehen, wo die Kügelchen kleben und erhalten dadurch Informationen, wie das Biomolekül auf der Oberfläche vorher ausgesehen haben muss.
Die Methode wird gleichzeitig zur Synthese sogenannter „Biokonjugate“ erforscht, also der chemischen Verbindung eines Biomoleküls mit einem anderen Molekül, das zum Beispiel Metalle enthalten kann. Neue Methoden zur Herstellung solcher Biokonjugate sind für die Entwicklung von Krebsmedikamenten in Strahlentherapien von großem Interesse.
Die Arbeitsgruppe um Prof. Warneke erforscht bereits seit Jahren die physikalisch-chemischen Grundlagen zur chemischen Bindungsbildung mit geladenen Molekülbruchstücken. „Unser neues Projekt schlägt eine Brücke, um diese spezielle Methode zur möglichen Anwendung in der Bioanalytik und Medizin weiter zu entwickeln“, betont Warneke. Hierzu hat sein Forschungsteam im vergangenen Jahr intensive erste Tests an Protein- und Zellmembranmodellen durchgeführt und konnte diese Ergebnisse in dem jetzt bewilligten Antrag zeigen.
Das Team, das Wissenschaftler:innen mit physikalischem, chemischem und biochemischem Hintergrund vereint, wird die Arbeit an dem Projekt nun fortführen. Es gliedert sich in die Forschungsziele des Neuen Forschungsfelds ReMIL der Universität Leipzig zur Erforschung „responsiver Moleküle und Ionen auf Oberflächen“ ein.
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