HZB und Freie Universität Berlin bauen die gemeinsame Forschergruppe „Makromolekulare Kristallographie“ auf
Gemeinsame Nachwuchsausbildung: In Lehrveranstaltungen stellen Studierende Proben her und untersuchen sie an den MX-Beamlines von BESSY II. Foto: HZB
Seit acht Jahren kooperiert die HZB-Arbeitsgruppe „Makromolekulare Kristallographie“ erfolgreich mit dem Lehrstuhl „Strukturbiochemie“ unter der Leitung von Prof. Markus Wahl an der Freien Universität Berlin. Nun wird sich diese Zusammenarbeit weiter intensivieren. Beide Einrichtungen bauen eine gemeinsame Forschergruppe auf, um biochemische Vorgänge bei der Verarbeitung von genetischen Informationen zu untersuchen. Die Forschergruppe profitiert dabei insbesondere vom Zugang zu den drei MX-Beamlines, an denen Proteinkristalle mit dem Synchrotronlicht von BESSY II untersucht werden können.
„Wir freuen uns sehr, dass unsere Arbeitsgruppe durch die Kooperationsvereinbarung eine intensive wissenschaftliche Anbindung bekommt, die sehr fruchtbar für alle Beteiligten sein wird“, sagt Dr. Manfred Weiss, Leiter der HZB-Gruppe „Makromolekulare Kristallographie“ bei der feierlichen Inauguration der Forschergruppe am 22. Februar 2017.
Während das HZB-Team vor allem an der Weiterentwicklung der Instrumentierung sowie an methodischen Aspekten der makromolekularen Kristallographie forscht, bringt die Gruppe der Freien Universität Berlin ihre Expertise auf dem Gebiet der Struktur-Funktionsbeziehungen bei der Genregulation ein. „Wir werden besonders vom Knowhow der HZB-Gruppe in kristallographischen Methoden der Wirkstoffentwicklung profitieren“, ist Prof. Dr. Markus Wahl überzeugt.
Die Teams von Freier Universität Berlin und Helmholtz-Zentrum Berlin kooperieren seit langem sehr erfolgreich miteinander und engagieren sich unter anderem in der Nachwuchsausbildung. Sie bieten gemeinsam mit dem Max-Delbrück-Zentrum für Molekulare Medizin eine methodische Lehrveranstaltung für Studierende an, in der die Teilnehmerinnen und Teilnehmer Proben herstellen und an MX-Beamlines von BESSY II untersuchen können. Dies ist eine in Deutschland einzigartige praktische Ausbildung für angehende Biochemiker. Die Absolventinnen und Absolventen sind gefragte Fachkräfte in einem für die Hauptstadtregion sehr wichtigen Forschungs- und Wirtschaftszweig.
Zu dieser Entwicklung entscheidend beigetragen hat das Joint MX-Laboratory, das seit 2010 die Expertisen von fünf Partnern bündelt: Forschende der Humboldt-Universität zu Berlin, der Freien Universität Berlin, des Max-Delbrück-Zentrums und des Forschungsinstituts für Molekulare Pharmakologie erhalten einfacheren Zugang zu den Kristallographie-Messplätzen an BESSY II und setzen gemeinsame Forschungsprojekte um. „Das Joint MX-Lab ist für alle Partner eine große Erfolgsgeschichte und soll fortgesetzt werden“, sagt Manfred Weiss.
- BESSY II: Eingebauter Sauerstoff verkürzt die Lebensdauer von FeststoffbatterienFeststoffbatterien sind sicher und leistungstark, aber ihre Kapazität nimmt zurzeit noch rasch ab. Ein Team der TU Wien, der Humboldt-Universität zu Berlin und des HZB hat nun eine TiS₂|Li₃YCl₆-Halbzelle an BESSY II analysiert. Dafür nutzte das Team eine spezielle Probenumgebung, die eine zerstörungsfreie Untersuchung unter realen Betriebsbedingungen ermöglicht. Durch die Kombination von Weich- und Hart-Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS und HAXPES) konnte ein neuer Degradationsmechanismus identifiziert werden. Dabei spielte das Element Sauerstoff eine besondere Rolle. Die Studie liefert wertvolle Einblicke, um Design und Fertigung von Feststoffbatterien zu verbessern.
- Spintronik an BESSY II: Echtzeit-Analyse von magnetischen DoppelschichtsystemenSpintronische Bauelemente ermöglichen Datenverarbeitung mit deutlich weniger Energieverbrauch. Sie basieren auf der Wechselwirkung zwischen ferromagnetischen und antiferromagnetischen Schichten. Nun ist es einem Team von Freier Universität Berlin, HZB und Universität Uppsala gelungen, für jede Schicht separat zu verfolgen, wie sich die magnetische Ordnung verändert, nachdem ein kurzer Laserpuls das System angeregt hat. Dabei konnten sie auch die Hauptursache identifizieren, die für den Verlust der antiferromagnetischen Ordnung in der Oxidschicht sorgt: Die Anregung wird von den heißen Elektronen im ferromagnetischen Metall zu den Spins im Antiferromagneten transportiert.
- Elektrokatalysatoren: Ladungstrennung an der Fest-Flüssig-Grenzfläche modelliertWasserstoff spielt für die Wende hin zur CO₂-Neutralität eine entscheidende Rolle, sowohl als Energieträger als auch als Ausgangsstoff für die grüne Chemie. Die großtechnische Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse sowie vieler anderer chemischer Produkte erfordert jedoch deutlich kostengünstigere und effizientere Katalysatoren. Um Elektrokatalysatoren gezielt zu verbessern, ist es von großem Nutzen, die elektrochemischen Prozesse genau zu verstehen, die an der Grenzfläche zwischen dem festen Katalysator und dem flüssigen Medium ablaufen. Ein europäisches Team hat In der Fachzeitschrift Nature Communications ein leistungsfähiges Modell vorgestellt, das die Ladungstrennung an der Grenzfläche, die Bildung der elektrischen Doppelschicht sowie deren Einfluss auf die katalytische Aktivität hervorragend beschreibt.