Interdisziplinäres „nanoBCP-Lab“ der Fachbereiche Biologie, Chemie und Physik an der Universität Tübingen

01/03/2018 to 28/02/2022

Forschung in den Nanowissenschaften zeichnet sich durch eine zunehmende Zusammenarbeit
der klassischen Disziplinen Biologie, Chemie und Physik aus und ist auch von einer zunehmenden
Bedeutung für technologische und gesellschaftliche Weiterentwicklungen. In diesem
Zusammenhang wird das Tübinger nanoBCP-Lab im Bereich der Nanowissenschaften Forschung
mit neuartigen Nanopartikeln durchführen und ihre Anwendung in der biologische Forschung
vorantreiben. Zentral sind dabei Fragen, wie Nanopartikel spezifisch mit einzelnen Biomolekülen
gekoppelt und dann Verhalten und Funktion der gekoppelten Biomoleküle präzise gemessen
werden können. Fragen nach einem optimalen Design, d.h. einer gezielten chemischen Synthese,
von Nanopartikeln beinhalten, ob und wie man Nanopartikel mit vorteilhaften Anregungsspektren
für Anwendungen in Zellen herstellen kann, oder ob mit optimierten Teilchen eine biomimetische
Strukturbildung möglich ist.
Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bringen ihre Expertisen in den
Teilbereichen Nanopartikel-Synthese, Physikalische Charakterisierung von Nanosystemen und
Funktionen komplexer Biomoleküle ein, die für die Beantwortung der Fragen entscheidend sind.
Zudem gehören die Antragstellerinnen und Antragsteller zu den Begründern des gemeinsamen
Studienganges Nanoscience der Fachbereiche Biologie, Chemie und Physik, welcher in seiner
Konzeption und aufgrund der ausgewogenen Verankerung in den drei Disziplinen bundesweit eine
Vorreiterrolle miteinnimmt. Mit dem vorliegenden Antrag soll die erfolgreiche und interdisziplinäre
Zusammenarbeit in der Lehre auch in der Forschung auf einem neuen Niveau ermöglicht werden.
Bisherige bilaterale Kooperationsprojekte innerhalb der Gruppe der Antragstellenden sollen im
nanoBCP-Lab zu einer Zusammenarbeit aller drei Fächer führen. Ausgehend von den
Schlüsselfragen haben die Antragstellerinnen und Antragsteller dafür Schnittstellenthemen
formuliert, deren interdisziplinäre Bearbeitung mit 6 Postdoc-Fellowships nun langfristig die
Kooperation aller drei klassischen Disziplinen stärken soll. Die Schnittstellenthemen umfassen:
1. Neuartige Nanopartikel: Synthese und Spektroskopie
2. Neue Nanopartikel als spezifische Sonden für einzelne Biomoleküle
3. Gezielte Verlinkung und Aggregation neuer Nanopartikel
Durch die konkrete Arbeit an den Schnittstellenthemen sollen die Postdocs beispielhaft
etablieren, wie die verschiedenen apparativen Ressourcen der beteiligten Fachbereiche
gemeinschaftlich genutzt werden können. Dadurch soll auch eine gemeinsame Laborplattform
geschaffen werden, die eine zentrale Position für die zukünftige Ausbildung und Forschungsarbeit
der Doktorandinnen und Doktoranden des nanoBCP-Lab einnehmen wird. Zusätzlich soll der
Austausch zwischen den Fachbereichen über ein gemeinsames nanoBCP-Kolloquium mit
international hochkarätigen, interdisziplinären Sprechern und über zwei gemeinsame
Klausurtagungen gefördert werden. Zur Sicherung der wissenschaftlichen Qualität und zur
Beratung hinsichtlich der Weiterentwicklung des nanoBCP-Lab wird ein externes Advisory Board
aus 4 Wissenschaftlern eingerichtet.
Mit dem Anschub der Forschung im nanoBCP-Lab im Rücken beabsichtigen die Antragstellerinnen
und Antragsteller, ein Graduiertenkolleg bei der DFG zu beantragen. Auch in Bezug auf die
Thematik sieht die Gruppe das hier beantragte gemeinsame Projekt als Grundlage für
weiterführende Arbeiten, die im Rahmen von interdisziplinären Promotionen durchgeführt werden
sollen. Die einmalige Expertise, besondere Nanopartikel sowohl herzustellen als auch deren
physikochemischen Charakterisierung und vor allem die Anwendung in der Biologie direkt zu
testen, ermöglicht viele Projekte, die in einem erweiterten Konsortium in diesem
Graduiertenkolleg bearbeitet werden sollen.