Konstant bei den Besten

Tilman Esslinger, Professor f¨¹r Quantenoptik, erh?lt bereits zum zweiten Mal einen ERC Advanced Grant zugesprochen. In seinem neuen Projekt untersucht er elementare Transportmechanismen in einem Regime, in dem die Gesetze der Quantenphysik gelten. Es geht um die Frage: Wie gelangen Materie, W?rme oder magnetische Ausrichtung von A nach B? Dazu wird er mit seiner Gruppe Atomgase auf Temperaturen von unter 100 Nano-Kelvin abk¨¹hlen. Die Gase werden in einer Anordnung aus Lichtk?figen gefangen gehalten und mithilfe von hochempfindlichen Kameras beobachtet. Den Transport in diesem Regime zu verstehen ist eine Voraussetzung, um Ger?te und Computer mit neuen Funktionalit?ten zu bauen, in denen Effekte der Quantenphysik eine zentrale Rolle spielen.

Mustafa Khammash ist Professor f¨¹r Regelungstheorie und Systembiologie. Er forscht an den Schnittstellen von Systembiologie, Synthetischer Biologie und Regelungstechnik. Mit seinem ERC-Grant m?chte er Regelungssysteme entwickeln, mit denen er das dynamische Verhalten von lebenden Zellen in Echtzeit pr?zise steuern kann, entweder ¨¹ber einen externen Computer oder ¨¹ber neuartige genetische Schaltkreise, die er in die Zelle einbaut. Das Projekt beinhaltet nicht nur die Entwicklung von Theorien und Methoden, sondern auch von Regelungssystemen f¨¹r biotechnologische und therapeutische Anwendungen.

Beat H. Meier ist Professor f¨¹r Physikalische Chemie und besch?ftigt sich mit der Ermittlung der atomaren Struktur von Biomolek¨¹len mittels Kernspinresonanz (NMR). In seinem ERC-Projekt m?chte er diese Technik weiterentwickeln, um damit die atomare Struktur insbesondere von komplexen biologischen Systemen mit einer h?heren r?umlichen Aufl?sung zu ermitteln. Beispiele f¨¹r solche Systeme sind in die Zellmembran integrierte Proteine sowie Amyloid-Proteine, welche d¨¹nne Fasern bilden und unter anderem bei der Alzheimer-Krankheit eine Rolle spielen. Erreichen m?chte Meier die h?here Aufl?sung durch eine Weiterentwicklung der Mechanik f¨¹r deutlich schnellere Proben-Rotation sowie durch eine Verbesserung der Radiofrequenz-Pulstechnologie.

Fr¨¦d¨¦ric Merkt, Professor f¨¹r Physikalische Chemie, wird in seinem ERC-Projekt chemische Reaktionen von geladenen Atomen und Molek¨¹len (Ionen) mit neutralen Molek¨¹len bei extrem tiefen Temperaturen untersuchen. Ein spezielles Augenmerk wird dabei auf quantenphysikalischen Effekten liegen. Untersuchungen knapp ¨¹ber dem absoluten Temperatur-Nullpunkt (minus 273 Grad Celsius) waren bisher mit Ionen schwierig umzusetzen, da bei diesen Temperaturen bereits geringe elektrische St?rfelder die Ionen erw?rmen k?nnen. Um die Messungen zu realisieren, werden Merkt und seine Forschungsgruppe die Ionen und ihre Reaktionspartner innerhalb der Bahn eines hochangeregten (Rydberg) Elektrons vor St?rfeldern sch¨¹tzen. F¨¹r Merkt ist dies bereits der zweite ERC Advanced Grant. Einen ersten erhielt er 2008.

Ralph M¨¹ller, Professor f¨¹r Biomechanik, interessiert sich daf¨¹r, wie mechanische Vibrationskr?fte die Entwicklung von Knochen beeinflussen. Ein spezielles Augenmerk legt er dabei auf die F?higkeit der Knochen, sich im Lauf des Lebens anzupassen und zu regenerieren. In seinem ERC-Projekt will M¨¹ller untersuchen, welche Zelltypen an diesen Vorg?ngen beteiligt sind und wie diese Zellen auf altersbedingte Ver?nderung reagieren. Konkret will er mit Hilfe von Genomsequenzierung von Einzelzellen verstehen, wie sich molekulare Alterungsprozesse unter mechanischer Belastung auf den Knochenumbau auswirken. Dieses Verst?ndnis k?nnte in Zukunft Trainingsprogramme im Rahmen der personalisierten Medizin erlauben, die Osteoporose-bedingte Knochenbr¨¹che verhindern und Frakturen beschleunigt heilen sollen.

Bradley Nelson ist Professor f¨¹r Robotik und intelligente Systeme und ein Experte f¨¹r Mikrorobotik. Er erh?lt bereits zum zweiten Mal einen ERC Advanced Grant. In seinem aktuellen ERC-Projekt m?chte er Mikroroboter aus weichen, flexiblen Materialien entwickeln, welche ihre Form ?ndern k?nnen und die im Rahmen von medizinischen Therapien zum Einsatz kommen sollen. Als Vorbild dienen Mikroorganismen wie Bakterien oder andere kleine Einzeller. Die weichen Mikroroboter sollen aus magnetischen Hydrogelen gefertigt werden. Ausserdem m?chte Nelson im ERC-Projekt flexible und magnetische Katheter entwickeln, mit denen die therapeutischen Mikroroboter im K?rperinnern an die gew¨¹nschte Stelle gebracht werden k?nnen.

J?rn Piel ist Professor am Institut f¨¹r Mikrobiologie und erforscht mit seiner Gruppe die grundlegenden Prozesse, mit denen Bakterien Naturstoffe erzeugen. Solche Substanzen sind Basis vieler Medikamente, oftmals werden sie aber in der Natur nur in geringen Mengen produziert und sind zu komplex f¨¹r chemische Synthesen im grossen Massstab. Piels ERC-Projekt m?chte verstehen, wie solche komplexen biosynthetischen Prozesse w?hrend der Evolution entstehen. Die Einsichten aus der Natur werden dann im Labor angewendet, um durch synthetische Biologie massgeschneiderte bakterielle Produktionssysteme zu erzeugen. Das Projekt k?nnte dadurch seltene bioaktive Substanzen sowie neue, nicht-nat¨¹rliche Varianten f¨¹r die Arzneistoffentwicklung zug?nglich machen.