Drei Millionen Euro für drei Lichtenberg-Professuren bewilligt: von der Krebsforschung bis zur Lichtenergie

• Universität Mainz: rd. 1,36 Mio. Euro für Leberkrebs-Forschungsvorhaben von Dr. Jens Marquardt
• Technische Universität München: rd. 890.000 Euro für mathematisches Forschungsprojekt von Christian Kühn, PhD
• Universität Potsdam: rd. 1,3 Mio. Euro für Forschung zur Licht-Molekül-Wechselwirkung von Dr. Markus Gühr

Mit den Lichtenberg-Professuren fördert die VolkswagenStiftung seit 2004 herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die interdisziplinäre und innovative Forschungsprojekte verfolgen. Drei Vorhaben, die das Kuratorium der VolkswagenStiftung in seiner Sitzung am 27. März 2015 bewilligt hat (Gesamtumfang rund 3,55 Mio. Euro), werden im Folgenden kurz vorgestellt:   

Universität Mainz: "Molecular evolution and progression of liver cancer: from tumor-prevention to therapeutic approaches", Dr. Jens Marquardt

Im Fokus des Projekts steht die Erforschung des mehrstufigen Entstehungsprozesses von Leberkrebs (sog. Hepatozelluläre Karzinome, kurz: HCC), um neue präventive Strategien und therapeutische Ansätze zu entwickeln. Zu diesem Zweck möchte Dr. Marquardt zum einen im Mausmodell experimentell ergründen, welche Faktoren die Krebsentstehung begünstigen. Dazu zählt zum Beispiel die Analyse bestimmter Biomarker, die hilfreich sein können, um frühe Stadien des HCC nachzuweisen, oder die Risikofaktoren wie chronische Entzündungen beeinflussen können. Zum anderen möchte Dr. Marquardt anhand von HCC-Proben das Spektrum der genetischen Veränderungen im Tumorgewebe erfassen, um gezielte chemotherapeutische Maßnahmen zu entwickeln, die das Zellwachstum hemmen. "Besonders auf diesem Gebiet der individualisierten Präzisionsmedizin möchte ich Beiträge zum Erkenntnisgewinn leisten", erklärt der promovierte Mediziner. "Trotz intensiver Forschung ist in den letzten sieben Jahren kein neues Medikament gegen Leberzellkarzinome auf den Markt gekommen. Hier besteht dringend Handlungsbedarf!"

Technische Universität München: "Multiscale Dynamical Systems near Instability", Christian Kühn, PhD

Warum verliert ein Ökosystem plötzlich sein stabiles Gleichgewicht? Oder warum verhalten sich Nervenzellen im Gehirn bei neurologischen Erkrankungen auf einmal ganz anders, als zuvor? Dr. Christian Kühn möchte neue mathematische Methoden in den Naturwissenschaften entwickeln, um Vorgänge in solch komplexen Systemen besser vorhersagbar zu machen. Für mathematische Beschreibungen verwendet man vor allem sog. Differentialgleichungen. Für komplexe Systeme, wie Ökosysteme, neuronale Prozesse oder auch chemische Reaktionen, tritt in diesen Gleichungen häufig das Phänomen der Skalentrennung auf, um zusammenhängende Prozesse, die jedoch nicht unbedingt gleichzeitig und gleich schnell ablaufen, beschreiben und auch simulieren zu können. Als ein Beispiel für die Trennung von Zeitskalen lassen sich etwa chemische Reaktionen mit sehr vielen Molekülen anführen, bei denen nicht alle Reaktionen gleich schnell ablaufen, sondern einige schneller und andere langsamer. Dieser Effekt lässt sich mathematisch nutzen, um das System von Differentialgleichungen, das den gesamten chemischen Reaktionsprozess beschreibt, effektiv zu analysieren oder numerisch zu berechnen. In seiner Lichtenberg-Professur will Kühn die mathematischen Grundlagen von Prozessen mit verschiedenen Zeit- und Raum-Skalen verbessern.

Universität Potsdam: "Erforschung der Energiekonversion in lichtangeregten Zuständen mit extrem ultravioletten Laserpulsen", Dr. Markus Gühr

Der Wissenschaftler möchte die Wechselwirkungen von Molekülen mit Licht untersuchen, wie sie überall in der Natur, z. B. bei der Photosynthese, zu finden sind. Gühr interessiert insbesondere, wie das Licht in Molekülen in andere Formen von Energie umgebaut wird – und warum dies bei manchen sehr selektiv geschieht. Beispielsweise wird in den Netzhautzellen des menschlichen Auges bei Lichteinfall in bestimmten Proteinen innerhalb von wenigen hundert Femtosekunden eine chemische Bindung umgebaut. Dadurch entsteht ein elektrochemisches Signal, das über den Sehnerv ins Gehirn gelangt und dort wahrgenommen wird. Physikalisch könnte die Energie des Lichts aber genauso gut zu Hitze oder Ladungstransfer im Molekül führen. Dies geschieht jedoch nicht, da der Umbau der speziellen Bindung extrem schnell vonstattengeht und so konkurrierende Prozesse im Wettrennen um Energiekonversion das Nachsehen haben. Für seine Untersuchungen nutzt Gühr ultraschnellen Lichtblitze mit sehr kurzen Wellenlängen, um das Verhalten von Molekülen zu beobachten. "Wenn diese Prozesse einmal verstanden sind, kann man versuchen, Moleküle künstlich so zu gestalten, dass sie zum Beispiel Solarzellen mit höherer Effizienz oder längerer Lebensdauer ausstatten", erklärt der Wissenschaftler.     In der Förderinitiative Lichtenberg-Professuren der VolkswagenStiftung ist der nächste Stichtag für Einreichungen von Anträgen der 2. Juni 2015, weitere Stichtage folgen in 2016 und 2017.

Link zu mehr Informationen zur Förderinitiative.