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Bundesministerin Edelgard Bulmahn verlieh den mit drei Millionen Mark dotierten Preis in Bonn - Neben der gezielten Manipulation einzelner biologischer Sonden in elektrischen Feldern und Submikrometerkanälen entwickelt Heidelberger Forscher Verfahren zur Selektion einzelner Enzyme und Nukleinsäuren zum individuellen Studium
Dr. Markus Sauer aus dem Physikalisch-Chemischen Institut der Universität Heidelberg wurde in Bonn mit dem BioFuture-Nachwuchspreis des Bundesforschungsministeriums ausgezeichnet. Der Preis ist mit drei Millionen Mark dotiert.
Handling, Detektion und Analyse einzelner Biomoleküle mit gepulsten Diodenlasern und Multiplexfarbstoffen
In der Abteilung für Biophysikalische Chemie des Physikalisch-Chemischen Instituts der Universität Heidelberg (PCI) werden neue hochempfindliche Verfahren für den Nachweis, das Handling und die Analyse von Nukleinsäuren, Proteinen und pharmazeutischen Wirkstoffen auf der Einzelmolekülebene entwickelt. Ziel dieser Arbeiten ist neben dem Verständnis der Organisation und Lokalisation verschiedener einzelner Zellkomponenten in-vivo mit einer Auflösung im Bereich von wenigen Nanometern ("Entschlüsselung der 3D-Architektur lebender Zellen") ebenso die Entwicklung besserer Verfahren zur Früherkennung und Verlaufskontrolle einer Tumorerkrankung und bakteriellen oder viralen Infektion direkt in Serumproben auf der Einzelmolekülebene. Hierzu wird ein am PCI entwickeltes Detektionsverfahren basierend auf der Halbleitertechnologie (kleine und kompakte Diodenlaser als Anregungslichtquelle, Avalanche-Photodioden als Detektoren) in Verbindung mit neuen Fluoreszenzsonden (Multiplexfarbstoffen) eingesetzt, das es erlaubt, einzelne farbstoffmarkierte Antikörper selbst in unverdünnten Blutserumproben sicher aufzuspüren.
Grundlage der Arbeiten stellt die Anfang der 90-er Jahre erstmals gezeigte Detektion einzelner fluoreszenzmarkierter Moleküle in Lösung dar. Die Einzelmoleküldetektionstechnik bietet dem modernen Forscher einen vollkommen neuen, besseren Einblick in die mikroskopische Funktionsweise verschiedener biologischer Systeme. So können individuelle Eigenschaften verschiedener Enzyme oder Inhibitoren, die bei einer Ensemblemessung verwaschen werden, direkt studiert werden. Die Beobachtung von Subpopulationen biologischer Systeme eröffnet damit erstmals die Möglichkeit, bisher nur makroskopisch bekannte Eigenschaften von Biomolekülen mikroskopisch auf der Einzelmolekülebene zu erfassen. Es ist zu erwarten, dass diese neue Methodik zu einem weitreichend besseren und in manchen Fällen auch neuen Verständnis der Funktionsweise biologischer Maschinen führen wird.
Während die meisten bisher bekannten Nachweise einzelner Biomoleküle nur die Methodik der Einzelmoleküldetektion beschreiben, wird am PCI Heidelberg die neue Technik direkt für verschiedene Anwendungen eingesetzt. Neben der gezielten Manipulation einzelner biologischer Sonden in elektrischen Feldern und Submikrometerkanälen werden Verfahren zur Selektion einzelner Enzyme und Nukleinsäuren zum individuellen Studium entwickelt. In verschiedenen in- und ausländischen Kooperationen werden die gewonnenen Erkenntnisse direkt zur frühestmöglichen Detektion verschiedener krankheitsverursachenden Stoffe eingesetzt. Zielmoleküle sind hierbei Tumormarker (z. B. MUC1 für die Brustkrebsfrüherkennung), Antikörper, Antigene und bestimmte Nukleinsäuresequenzen (HCV, HIV).
Kooperationen: Roche Molecular Diagnostics, Prof. K. H. Drexhage (Universität-Gesamthochschule Siegen), Dr. S. Weiss (LBNL, Berkeley), Prof. R. A. Keller (Los Alamos National Laboratories)
Bewilligte Mittel für 5 Jahre: 3 Mio DM
Weitere Informationen im Internet unter: http://129.206.75.31
Rückfragen bitte an: Dr. Markus Sauer,
Tel. (06221) 548460, Fax (06221) 544255,
e-mail: sauer@ urz.uni-heidelberg.de
Lebenslauf
Geburtsdatum und -ort 6. Mai 1965 in Pforzheim
Schulbildung Grundschule Pforzheim, 1971-1975
Gymnasium Pforzheim, 1975-1984
Hochschulstudium Chemie (Diplom)
Universität Karlsruhe (TH), 04/1985 - 09/1985
Universität des Saarlandes, 10/1985 - 09/1987
Universität Heidelberg, 10/1987 - 07/1991
Diplomarbeit "Fluoreszenzspektroskopische Untersuchungen zur
Struktur und Stabilität des ROP-Proteins" am
Physikalisch-Chemischen Institut der Universität
Heidelberg
Dissertation Physikalisch-Chemisches Institut der Universität
Heidelberg, Arbeitsgruppe Prof. Dr. Jürgen Wolfrum
Entwicklung effizienter Fluoreszenzfarbstoffe für den
hochempfindlichen Nachweis von Biomolekülen unter
Einsatz zeitaufgelöster LIF-Spektroskopie, 08/1991 -
10/1995
Forschungstätigkeit seit 11/1995 Gruppenleiter am Physikalisch-Chemischen
Institut der Universität Heidelberg
Schwerpunkte:
- Einzelmoleküldetektionstechniken/-sequenzierung
- Zeitaufgelöste Fluoreszenz- und
Absorptionsspektroskopie
- Elektronentransfer in Farbstoffmolekülen
- Wechselwirkung von Farbstoffen mit biologischen
Materialien
seit 10/1997 beschäftigt als Hochschulassistent C 1
12/1997 Victor-Meyer Preis der Fakultät für Chemie der
Universität Heidelberg für zukunftsweisende Arbeiten
auf dem Gebiet der "Zeitaufgelösten
Einzelmoleküldetektion"
1999 halbjähriger Forschungsaufenthalt am LNBL,
Berkeley in der Gruppe von S. Weiss "Detektion
einzelner Nanocrystals auf Oberflächen"
Criteria of this press release:
Biology, Information technology, Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
Personnel announcements, Research results
German
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