GRK 2662:  "Charging into the future”: Verständnis der Wechselwirkung von Polyelektrolyten mit Biosystemen

• Fachliche Zuordnung: Polymerforschung ; Analytische Chemie ; Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung ; Physikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434130070

Polyelektrolyte sind lineare oder verzweigte Makromoleküle, die geladene Gruppen tragen. Natürliche Polyelektrolyte wie DNA, Proteine oder Heparin spielen eine zentrale Rolle bei nahezu allen biochemischen Prozessen. Das quantitative Verständnis der Bindungskräfte zwischen Polyelektrolyten und Biomoleküle ist für eine Vielzahl von Problemen, z.B. dem rationalen Design von Wirkstoffen, von zentraler Bedeutung. Um dieses wichtige Thema anzugehen, strebt die IRTG-Initiative eine enge Partnerschaft zwischen Forschern der Freien Universität Berlin (Deutschland), der McGill University, Montréal und der University of British Columbia, Vancouver (Kanada) an. Diese Partnerschaft profitiert vor allem von der komplementären Expertise der beteiligten Gruppen. Die Forschung an der Freien Universität konzentriert sich dabei vor allem auf grundlegende physikalische und chemische Fragestellungen und zielt darauf ab, die molekularen Wechselwirkungen zwischen Polyelektrolyten und Biosystemen zu verstehen. Durch die anwendungsorientierte Expertise auf kanadischer Seite, werden die gewonnenen Erkenntnisse dazu genutzt, Fragestellungen mit direkter pharmazeutischer Bedeutung anzugehen. Davon ausgehend sind die Forschungsprojekte des IRTGs entlang ihrer chemischen und biologischen Komplexität in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet und umfassen drei Themenbereiche: Thema A "Polyelektrolyt - Biomolekül-Interaktionen" widmet sich grund-legenden Fragen und der Modellierung. Thema B "Zelluläre Interaktionen mit Polyelektrolyten" konzentriert sich auf die Interaktion von Polyelektrolyten mit komplexeren Systemen einschließlich neuronaler Zellen. Das Thema C "Polyelektrolytinteraktionen in komplexer Umgebung" stellt den höchsten Komplexitätsgrad dar und schließt Untersuchungen zu entzündlichen Erkrankungen wie auch Blutkomponenten mit ein. Alle Projekte sind eng miteinander verknüpft, wodurch ein regelmäßiger Austausch im IRTG gewährleistet wird. In Bezug auf die Qualifizierung, bietet das IRTG ein gut strukturiertes Ausbildungsprogramm für junge Doktoranden, welches sich an den Forschungsthemen orientiert und von führenden interdisziplinären Forschern koordiniert wird. Die Promovierenden werden durch sechsmonatige Forschungsaufenthalte internationale Forschungserfahrung sammeln und eine exzellente Ausbildung durch hochqualifizierte Wissenschaftler*innen sowie spezifische Workshops, jährliche Symposien und Industriekooperationen erhalten.

• DFG-Verfahren: Internationale Graduiertenkollegs
• Internationaler Bezug: Kanada
• Antragstellende Institution: Freie Universität Berlin
• IGK-Partnerinstitution: University of British Columbia; McGill University
• Sprecher: Professor Dr. Kevin Pagel, seit 5/2023
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Dr. Katharina Achazi; Professor Dr. Matthias Ballauff; Dr. Stephan Block; Privatdozent Dr. Jens Dernedde; Professorin Dr. Bettina Keller; Professorin Dr. Beate Koksch; Professor Dr. Roland Netz; Professor Dr. Thomas Risse; Professorin Dr. Marie Weinhart
• Sprecher (IGK-Partner): Professor Jayachandran Kizhakkedathu, Ph.D.