Das Simulieren von Modellen und Abläufen hat bereits seit langem Einzug in die Forschung gehalten. Gerade das Verhalten komplexer organischer Molekülstrukturen auf Längen- und Zeitskalen lässt sich mit Computersimulationen ansehnlich veranschaulichen. Die Biomoleküle werden in dieser Darstellungsweise in einfachere Verbindungen zerlegt, aus deren Untergruppen wiederum Dr. Tristan Bereau vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) Kompartimente mit spezifischen biochemischen Funktionen identifiziert.
Das computergestützte rationale Design kleiner Moleküle besitzt großes Potential für das Verständnis und die Optimierung biomolekularer Prozesse. | Foto: MPI-P
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt das Projekt im Rahmen des Emmy Noether-Programms über die nächsten drei Jahre mit einer Förderung von 916.000 Euro. Nach einer positiven Evaluation erhält der Wissenschaftler für zwei weitere Jahre 415.000 Euro.
Die Anzahl organischer Moleküle ist so groß, dass die meisten für immer unentdeckt bleiben werden. Doch einige von ihnen besitzen spezielle Eigenschaften, weshalb ihre Erforschung besonders wichtig ist: Weiterverarbeitet in Form von Medikamenten oder Anästhetika stoßen sie biologische Funktionen an und sind wertvolle Wirkstofflieferanten. „Die Herausforderung besteht allerdings darin, diejenigen Moleküle zu selektieren, die diese bestimmten Zwecke erfüllen. Vergleichbar ist eine solche Aufgabe mit der Suche nach der Nadel im Heuhaufen“, erklärt Bereau.
Dr. Tristan Bereau mit einem Wissenschaftler aus seinem Team | Foto: MPI-P
Zusammen mit seinem vierköpfigen Forscherteam stellt er sich dieser Herausforderung und untersucht die Diversität winziger organischer Moleküle. Dazu nutzen die Wissenschaftler eine Kombination aus multiskalierbaren Hochdurchsetzungsverfahren und datengestützten Methoden. Das Forschungsvorhaben knüpft somit an weitere Projekte verschiedener Gruppen am MPI-P an – mit dem Ziel, die Beziehungen zwischen den unterschiedlichen Struktureigenschaften weicher Materie zu entschlüsseln. Diese grundlegenden Erkenntnisse helfen dabei, die verschiedenen organischen Moleküle besser zu verstehen und daraus in weiteren Schritten neue Wirkstoffe in der Medizin herzustellen.
Das Emmy Noether Projekt
Das Projekt, benannt nach der Mathematikerin Emmy Noether (1882-1935), unterstützt junge herausragende Wissenschaftler dabei, frühzeitig eigenständige Projekte zu verfolgen.
