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EU fördert internationales Graduiertenprogramm zur Biomimetik

09.07.2004


Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung und Partner erfolgreich im Marie-Curie-Programm / 3,6 Mio. Euro für internationale Nachwuchsförderung


Aufnahme von getrockneten polymeren Hohlkapseln mit dem Kraftmikroskop.
Bild: Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung


Bewegung von molekularen Motoren entlang von Filamenten des Zellskeletts im biomimetischen Experiment: Parallel orientierte Mikrotubuli, also steife Proteinstränge aus dem Zellskelett, sind an einer Oberfläche fixiert. Das Motormolekül Kinesin ist an ein Latex-Kügelchen (Durchmesser 0,5 Mikrometer) gebunden und bewegt dies mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 Mikrometer pro Sekunde entlang der Mikrotubuli von links nach rechts.
Bild: Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung



Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung und der Universität Potsdam organisieren ab 1. September 2004 unter Leitung von Prof. Reinhard Lipowsky das internationale Marie-Curie Programm "EST on Biomimetic Systems". Von insgesamt etwa 100 Anträgen im Bereich Physik erhielten nur vier den Zuschlag der Europäischen Kommission, darunter der des Potsdamer Max-Planck-Instituts. Im 6. Europäischen Forschungsrahmenprogramm wird das Netzwerk aus sechs europäischen Partnern über eine Laufzeit von vier Jahren gefördert. Weltweit haben nur wenige Forschungseinrichtungen rechtzeitig das Potential im Bereich der "Biomimetischen Systeme" erkannt. Hingegen wird am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung bereits seit vier Jahren eine "International Max Planck Research School (IMPRS) on Biomimetic Systems" mit dem Ziel betrieben, den besten Nachwuchswissenschaftlern eine hochqualifizierte und multidisziplinäre Ausbildung zu bieten.



Bis noch vor wenigen Jahren wurde das Wort ‘biomimetisch’ nur in einem kleinen Kreis von Vordenkern verwendet. Heute ist der Begriff schon bis in die Kino- und Werbewelt vorgedrungen, taucht in Serien wie "Star Trek" auf oder preist die Qualität von Hautcremes an. Doch was verbirgt sich dahinter? In der Biomimetik versucht man an Hand von Modellsystemen den komplexen Aufbau und die Selbstorganisation biologischer Systeme zu verstehen, wie z.B. die hierarchische Struktur von Knochen und Holz. Dabei geht es insbesondere um die verborgenen Dimensionen der Selbstorganisation im Nano- und Mikrometerbereich.

Forschungsprojekte beschäftigen sich damit, wie das intrazelluläre Netzwerk auf Reizungen außerhalb der Zelle reagiert oder auf welche Weise "Nanomaschinen" in der Lage sind, die Filamente dieses Netzwerks für den Transport innerhalb der Zelle zu benutzen. Des Weiteren werden die Eigenschaften von Lipid-Membranen untersucht, die biologischen Membranen innerhalb und auf der Oberfläche von Zellen ähneln. Die Forscher studieren auch, wie Nanokapseln aus Biomaterialien hergestellt werden können. Mit deren Hilfe hofft man auf viel versprechende Anwendungen im medizinischen und pharmakologischen Bereich, wie z.B. in der Krebstherapie. Ähnliche Anwendungsmöglichkeiten bietet auch die Forschung im Bereich der Biosensoren, wo die elektronischen Eigenschaften mancher Biomoleküle so optimiert werden, das Signale, wie die Konzentration freier Radikale, effizient gemessen werden können.

Um all diese unterschiedlichen Aspekte biomimetischer Systeme zu verstehen, brauchen die Forscher eine starke Vernetzung und Zusammenarbeit zwischen traditionell getrennten Fächern, wie theoretischer und experimenteller Physik, Chemie und Biochemie, Biologie und Ingenieurswissenschaften. Denn für die Untersuchung benötigt man (bio)chemische Methoden, um die Systeme aufzubauen, (bio)physikalische Methoden, um ihre supramolekulare Organisation und die einzelnen Bausteine zu charakterisieren und theoretische Methoden, um diese Systeme zu modellieren und zu analysieren.

Die am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung geführte "IMPRS on Biomimetic Systems" fungiert als Schnittstelle und hat die Aufgabe, ihren Doktoranden den direkten Kontakt zu Experten in den unterschiedlichen Fächern zu ermöglichen. Durch zahlreiche Lehrveranstaltungen und Gäste aus dem Ausland bietet die Schule ein einzigartiges Programm im Bereich biomimetischer Systeme. Die jungen Wissenschaftler sind dadurch in der Lage, unter bestmöglichen Bedingungen an Forschungsprojekten zu arbeiten und sich auf ihre Dissertation und eine erfolgreiche Karriere in der Forschung vorzubereiten.

Aufgrund der fruchtbaren Zusammenarbeit mit der "IMPRS on Biomimetic Systems" erklärten sich 2003 viele internationale Forschungspartner bereit, ein gemeinsames Graduiertenprogramm zu organisieren. Auf diese Weise entstand ein gemeinsames Ausbildungsprogramm zwischen dem Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung, dem Niels-Bohr-Institute in Kopenhagen, dem Institute of Bioengineering in Mailand, dem CNRS in Toulouse, der University of Edinburgh und dem Institut für Metallforschung in Leoben. Das Marie-Curie Programm "EST on Biomimetic Systems" wird ab dem 1. September 2004 mit einer Bewilligungssumme von ca. 3,6 Millionen Euro gefördert, kann 27 Studenten aufnehmen und führt zu einem Abschluss in den Fächern Physik, Chemie oder Biologie. Die Hauptaufgaben des Projektes bestehen darin, Lehrveranstaltungen und Workshops zu koordinieren und den internationalen wissenschaftlichen Austausch zu fördern.

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Prof. Dr. Reinhard Lipowsky (Sprecher)
Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung, Potsdam
Tel.: 0331 567-9600, Fax: -9602
E-Mail: Reinhard.Lipowsky@mpikg-golm.mpg.de

Dr. Angelo Valleriani (Koordinator)
Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung, Potsdam
Tel.: 0331 567-9616, Fax: -9612
E-Mail: Angelo.Valleriani@

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpikg-golm.mpg.de

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