Aus der Forschung
Startschuss für das neue „Centre for Structural Systems Biology”
Infektionsforscher und Physiker in Norddeutschland gehen in Zukunft gemeinsam auf die Jagd nach Krankheitserregern: Auf dem DESY-Campus entsteht unter der wissenschaftlichen Koordination des HZI das neue „Centre for Structural Systems Biology“ (CSSB). Das interdisziplinäre Zentrum mit Partnern verschiedener Universitäten und Forschungseinrichtungen aus Hamburg, Niedersachsen und Schleswig-Holstein verfolgt das Ziel, den Angriffen von Krankheitserregern atomgenau auf die Spur zu kommen. Insgesamt werden hierfür 50 Millionen Euro bereitgestellt.
Krankheitserreger sind bereits winzig, doch noch erheblich kleiner sind die Werkzeuge, mit denen sie ihre Wirte infizieren: Das Wechselspiel von Molekülen auf ihrer Oberfläche verschafft ihnen den Zutritt in unseren Körper. Strukturbiologen entschlüsseln diese Interaktionen auf atomarer Ebene und untersuchen, wie Moleküle und Proteine aufgebaut sind. So verstehen die Forscher nicht nur, wie Wechselwirkungen von Krankheitserregern mit ihren Wirten ablaufen. Sie finden auch Angriffspunkte für neue Wirkstoffe, Anti-Infektiva und Impfstoffe.
Systembiologen hingegen untersuchen biologische Systeme wie Zellen oder Krankheitserreger in ihrer Gesamtheit: Welche Prozesse laufen in einem Organismus zu einem bestimmten Zeitpunkt gleichzeitig ab? Sie sammeln und werten große Datenmengen aus über Stoffwechselprozesse oder Interaktionen von Proteinen aus.
Das CSSB schlägt die Brücke zwischen Strukturbiologie und Systembiologie: Hier werden Biologen, Chemiker, Mediziner, Physiker und Ingenieure die Wechselwirkung von Krankheitserregern mit ihren Wirten untersuchen. Dazu stehen ihnen bei DESY deutschlandweit einmalige Werkzeuge zur Verfügung: PETRA III, die weltweit beste Speicherring-Röntgenstrahlungsquelle und FLASH, der weltweit einzige Freie-Elektronen-Laser im Vakuum-Ultravioletten und im weichen Röntgenbereich. Ergänzend wird derzeit der European XFEL, ein Röntgenlaser der Superlative, gebaut und auf dem DESY-Campus entsteht zudem das „Center for Free-Electron Laser Science“ (CFEL). Diese auf Teilchenbeschleunigern basierenden Lichtquellen erzeugen intensive, kurzwellige Strahlung mit besonderen Eigenschaften. Damit können die Forscher biologische Proben auf verschiedene Arten untersuchen – von der Strukturanalyse von Einzelmolekülen bis hin zur Echtzeit-Darstellung von Abläufen in lebenden Zellen.
Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit im neuen CSSB-Forschungsbau wird es in Zukunft sehr viel besser möglich sein, die hochmodernen Strahlungsquellen bei DESY für biologische Fragestellungen zu nutzen. So arbeiten bei DESY Abteilungen aus universitären und nicht-universitären Forschungseinrichtungen eng zusammen, um mithilfe der Systembiologie komplexe zelluläre Abläufe mit den „Supermikroskopen“ zu untersuchen und besser zu verstehen.
„Das CSSB zeigt beispielhaft, wie physikalische Großgeräte für konkrete Anwendungen in der Gesundheitsforschung genutzt und Kompetenzen und Ressourcen über institutionelle Grenzen hinaus gebündelt werden können“, sagt Professor Dr. Jürgen Mlynek, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft. Mlynek begrüßte das gemeinsame Engagement von Bund und Ländern, das nicht nur die Gesundheitsforschung der Helmholtz-Gemeinschaft vorantreibe, sondern auch dazu beitrage, den Forschungs- und Innovationsstandort Deutschland international weiter zu profilieren. Die Planungen des Baus sollen nach der Vertragsunterzeichnung unverzüglich beginnen; der Baubeginn ist für 2012 geplant.
