Kristallisationspunkt für Nachwuchswissenschaftler
Workshop zur synchrotron-basierten biologischen Strukturforschung am HZB in Adlershof
Workshop zur synchrotron-basierten biologischen Strukturforschung am HZB in Adlershof„Diffraction Data Collection Using Synchrotron Radiation“ heißt der internationale Workshop, der zur Ausbildung von jungen Strukturforschern an Großgeräten vom 13. bis 15. August am Elektronenspeicherring BESSY II stattfand. 20 Nachwuchswissenschaftler aus sieben europäischen Ländern nahmen an der Veranstaltung teil. Vertreten waren Deutschland, Österreich, Schweiz, Niederlande, Belgien, Tschechien sowie Dänemark.
Dr. Uwe Müller (HZB) und Dr. Manfred Weiss, (EMBL, European Molecular Biology Laboratory) organisierten ein abwechslungsreiches, praxisnahes Programm um die synchrotron-basierten Methoden der biologischen Strukturforschung an die interessierten Doktoranden und jungen Postdocs weiter zu vermitteln.
Sieben namhafte Wissenschaftler ihres Fachgebietes waren als Tutoren geladen. Neben neun Einführungsvorträgen zum Thema, standen den Jungwissenschaftlern bei BESSY II die Beamlines 14.1 und 14.2 (MX und PX) zwei Tage lang für fünf kristallographische Experimente unter optimaler Betreuung zur Verfügung. Die Ergebnisse wurden im eigens für diese Veranstaltung errichteten Rechnerpool ausgewertet und anschließend präsentiert. Bei der Posterausstellung der Teilnehmer gab es zwei wertvolle wissenschaftliche Fachbücher als Prämie zu gewinnen.
Die Resonanz war durchweg positiv. Petr Pachl, Teilnehmerin aus Tschechien: “the last days were filled with experienced advices and friendly atmosphere".
Die synchrotron-basierte biologische Strukturforschung hat im letzten Jahrzehnt kontinuierlich an Bedeutung gewonnen. Zurzeit beträgt der Anteil in der Proteinstrukturdatenbank (www.rcsb.org) gespeicherten „Synchrotron-Daten“ etwa 80%. Somit werden praktische Erfahrungen zu den Methoden an Großgeräten immer wichtiger. „Die Nachfrage bei den jungen Strukturforschern sei entsprechend groß: „Der Kurs war 2-fach überbucht“ berichtet Dr. Uwe Müller vom HZB.
Ausgerichtet wurde der Workshop, vom AK1 (Arbeitskreis biologische Strukturen) der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie,organisiert vom Helmholtz-Zentrum Berlin und dem EMBL-Hamburg.
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- BESSY II: Erster Film von Spinwellen im Nano-OszillatorSpin-Hall-Nano-Oszillatoren sind winzige Bauelemente auf Basis von ultradünnen CoFeB-Schichten. Sie wandeln Gleichstrom in Mikrowellensignale um und gelten als Option für eine besonders effiziente drahtlose Kommunikation oder für eine neue Technologie der Datenverarbeitung, die vom Gehirn inspiriert ist. Ein schwedisch-deutsches Team konnte nun an BESSY II zum ersten Mal die Magnetisierungsdynamik im Inneren eines solchen Spin-Hall-Nano-Oszillators abbilden, sozusagen filmen. Dazu nutzten sie die zeitaufgelöste Röntgen-Rastertransmissionsmikroskopie am MAXYMUS-Instrument. Die Abbildungen zeigen Merkmale von Spinwellen, die in den bisherigen indirekten Messverfahren nicht sichtbar waren. Die Studie ist in „Advanced Materials“ veröffentlicht.
- BESSY II: Hochaufgelöste Einblicke in einzelne Biomoleküle und KatalysatorenWinzige biologische Proben und sogar einzelne Biomoleküle können nun an der BESSY-II-Infrarot-Beamline unter lebensnahen Bedingungen in höchster Auflösung untersucht werden. Die nanoskalige Infrarotspektroskopie (s-SNOM) wurde dafür verbessert und gründlich validiert. Ultradünne Membrane auf Siliziumbasis ermöglichen dabei die Untersuchung im wässrigen Medium. Ein internationales Team um den HZB-Experten Dr. Alexander Veber konnte nach einem ersten Proof-of-Concept nachweisen, dass Nano-IR-Messungen in wässriger Umgebung mit den erwarteten Fernfeld-IR-Spektren übereinstimmen. Dieser methodische Fortschritt ermöglicht nun tiefere Einblicke in Biomaterialien, aber auch die Beobachtung katalytischer Prozesse in flüssigen Umgebungen.
- Neue Methode zeigt, wie molekulare Schalter von ihren Nachbarn beeinflusst werdenForschende der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) können erstmals direkt erkennen, wie die Umgebung eines molekularen Schalters dessen elektronische Struktur beeinflusst. Molekulare Schalter sind Moleküle, die sich durch äußere Einflüsse wie Temperaturänderungen zwischen zwei Zuständen umschalten lassen – ähnlich einem Schalter mit den Positionen „An“ und „Aus“. Solche Moleküle werden als mögliche Bausteine für künftige Datenspeicher oder Sensormaterialien erforscht. Mit Hilfe der magnetischen Terahertz-Spektroskopie an BESSY II konnten die Forschenden nun erstmals unterscheiden, ob benachbarte Moleküle in einem Material gleich oder anders geschaltet sind. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift „Angewandte Chemie International Edition“ erschienen.