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Max-Planck-Gesellschaft zeichnet zwei Göttinger Nachwuchsforscher aus

Otto-Hahn-Medaillen für Göttinger Wissenschaftler Raunak Sinha und Dominik Wildanger

14. Juni 2012

Die Nachwuchsforscher Raunak Sinha und Dominik Wildanger vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie wurden mit der Otto-Hahn-Medaille 2011 ausgezeichnet. Mit dem Preis würdigt die Max-Planck-Gesellschaft junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für herausragende Leistungen, die sie in ihrer Promotion erbracht haben. Die mit 7500 Euro dotierte Auszeichnung wurde 32 Preisträgern auf der Jahreshauptversammlung der Max-Planck-Gesellschaft am 13. Juni in Düsseldorf überreicht.

Molekulare Helfer bei der Kommunikation von Nervenzellen

Raunak Sinha. Bild vergrößern
Raunak Sinha.

Das Promotionsthema von Preisträger Raunak Sinha ist die Kommunikation von Nervenzellen. Nervenzellen übertragen Signale an speziellen Kontaktstellen, den Synapsen. Dazu werden Botenstoffe von einer Senderzelle abgegeben und von einer Empfängerzelle erkannt. Diese Botenstoffe sind im Inneren der Nervenzelle in winzigen Bläschen, den Vesikeln, gespeichert. Soll ein Signal weitergegeben werden, verschmelzen die Vesikel mit der Zellmembran und setzen den Botenstoff frei. Dieser löst in der empfangenden Zelle ein elektrisches Signal aus. Der ganze Prozess dauert weniger als eine tausendstel Sekunde. Aber wie können die Botenstoff-Vesikel so schnell mit der Zellmembran verschmelzen? Molekulare Helfer, sogenannte SNARE-Proteine, spielen hier eine wichtige Rolle. Mit einem neuen Untersuchungsansatz konnte Raunak Sinha in Echtzeit beobachten, wie einzelne Vesikel mit der Zellmembran verschmelzen und wie viele SNARE-Proteine dafür notwendig sind. "Unsere Erkenntnisse, dass zumindest zwei SNARE-Moleküle für die Verschmelzung von Vesikeln benötigt werden, korrigieren die bisherigen Modelle der Membranfusion – ein Prozess, der auch für andere biologische Ereignisse wichtig ist, zum Beispiel wenn Viren in Zellen eindringen oder Eizellen befruchtet werden", erklärt Sinha.

Fehlstellen in Diamanten als Mini-Kompasse

Dominik Wildanger. Bild vergrößern
Dominik Wildanger.

Preisträger Dominik Wildanger forschte in seiner Promotion mit Diamanten – jedoch nicht mit lupenreinen Brillanten, sondern solchen mit speziellen Defekten, sogenannten atomaren Fehlstellen. Diese Fehlstellen geben wie ein Kompass Aufschluss über das sie umgebende Magnetfeld. Eine einzelne Fehlstelle kann mit einem herkömmlichen Lichtmikroskop untersucht werden. Damit die Diamanten ihr volles Potential zur Untersuchung von Materialien oder lebenden Zellen entfalten können, müssen jedoch viele Fehlstellen – jede nur so klein wie ein Atom – in einem Diamanten dicht gepackt werden. Um derart eng benachbarte Strukturen aufzulösen, sind selbst die besten Lichtmikroskope nicht scharf genug.

Dominik Wildanger hat dennoch einen Weg gefunden, um eng benachbarte Fehlstellen mit dem Lichtmikroskop beobachten und auslesen zu können. Dazu kombinierte er Methoden zum Erfassen magnetischer Signale mit der von Stefan Hell entwickelten STED (Stimulated Emission Depletion)-Mikroskopie. Die STED-Mikroskopie unterläuft die Auflösungsgrenze eines Lichtmikroskops durch einen Trick und macht es damit möglich, selbst winzigste Strukturen scharf zu sehen. Mit seinem neu entwickelten STED-ODMR-System (ODMR steht für optisch detektierbare Magnetresonanzen) kann Dominik Wildanger heute sogar untersuchen, wie die atomaren Kompassnadeln miteinander wechselwirken, wenn sie im Diamanten direkt nebeneinander liegen. Die Möglichkeit, die Informationen eng benachbarter Fehlstellen auszulesen, ist nicht nur vielversprechend, um eines Tages Quantencomputer entwickeln zu können. "Wenn es uns gelingt, winzige Nanodiamanten in biologische Systeme einzubringen, könnten wir mit höchster räumlicher Auflösung auch vermessen, wie sich elektromagnetische Signale in lebenden Nervenzellen ausbreiten", so Wildanger.

Über die Preisträger

Dominik Wildanger studierte Physik in Braunschweig und Heidelberg und forschte für ein Semester an der University of Maryland (College Park, USA). Für seine Diplomarbeit wechselte er in die Abteilung NanoBiophotonik von Stefan Hell am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie. Im Anschluss arbeitete er dort im Rahmen seiner von der Studienstiftung des deutschen Volkes und der Volkswagen Stiftung geförderten Doktorarbeit auf dem Gebiet der Magnetooptik. Seit April dieses Jahres ist er als wissenschaftlicher Mitarbeiter beim Hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie in Kassel tätig.

Raunak Sinha kam nach dem Studium der Physiologie in Kalkutta und einem Forschungsaufenthalt am Tata Institute of Fundamental Research in Mumbai (Indien) 2006 für das Master/PhD-Programm der International Max Planck Research School for Neurosciences nach Göttingen. Unter Jürgen Klingauf in der Abteilung Membranbiophysik von Nobelpreisträger Erwin Neher am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie forschte er während seiner Promotion auf dem Gebiet der Kommunikation von Nervenzellen. Seit Anfang dieses Jahres arbeitet er als Postdoktorand mit Fred Rieke am Howard Hughes Medical Institute an der University of Washington (Seattle, USA).

 
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