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Multigrid Halter für die Kryoelektronenmikroskopie

Antragsteller: Universität Potsdam, Prof. Petra Wendler, Biochemie
Antragsnummer: 86000260-1
Multigrid Halter für die Kryoelektronenmikroskopie

Zielstellung der Anschaffung
Der Multigrid-Autoloader Halter wurde für das kürzlich installierte Kryo-FEG-Transmissionselektronenmikroskop (Kryo TEM) Forschungsgroßgerät beantragt. Das Kryo TEM dient der Untersuchung chemischer Polymerproben sowie biologischer Proteinkomplexe mit nahezu atomarer Auflösung. Die Kryo TEM Anlage an der Universität Potsdam ist das einzige Großgerät für derartige biologische und chemische Proben in Brandenburg. Sie wurde mit Mitteln des Landes Brandenburgs und der DFG für insgesamt 1.1 Millionen Euro angeschafft. Die Technik ist langwierig und schwierig zu erlernen, stellt aber die wichtigste Methode heutzutage dar, um die Struktur von Proteinen oder chemischer Polymerproben aufzuklären. Da das Verständnis der Struktur eines biotechnologisch oder medizinisch relevanten Enzymkomplexes meist mit dem Verständnis der Funktion einhergeht, nimmt die kryo TEM Anlage eine zentrale Stellung bei der Erzeugung innovativer Medizinprodukte oder biotechnologisch nutzbarer Biokatalysatoren ein. Damit stärkt sie insgesamt das Profil der Universität Potsdam als forschungsorientierte Universität mit internationaler Sichtbarkeit. Eine effizientere Nutzung der Anlage ermöglicht das Einbringen weiterer Forschungskooperationen im Rahmen der bestehenden und geplanten Projekte. So werden konkret Forschungsverbünde in der Region aber auch Deutschlandweit gestärkt.

Der beantragte Multigrid cryo-EM Halter ermöglicht das Sichten von bereits für höchstauflösende Mikroskope vorbereitete EM grids. Diese Grids sind mit Clipringen versehen und passen nicht in die herkömmlichen Halter vor Ort. Mit der Möglichkeit geclippte Grids sichten zu können, wird die gesamte Datensammlung effizienter. Des Weiteren ermöglicht ein solcher Halter die Nutzung von internationalen cryo-EM Einrichtungen für höchstauflösende Datensammlung, die lediglich vorgesichtete, geclippte Grids annehmen (z.B. IBS Grenoble). Damit kann eine nahtlose Zusammenarbeit zwischen der TEM-Einrichtung an der Universität Potsdam und internationalen TEM Zentren wie denen an der Masaryk Universität in Brno (Ceitec), Tschechien, an der Universität Leiden (NeCen), Niederlande oder dem IBS in Grenoble (Frankreich) hergestellt werden. Datensammlungen an diesen internationalen Einrichtungen werden über das europäische Programm iNExt Discovery auch von der EU finanziert.

Mit der Anschaffung verknüpfte Forschungsprojekte:

Regional Universität Potsdam
DFG Projekt Nr 445804074 Zusammenarbeit zwischen Prof. Petra Wendler (Institut für Biochemie und Biologie) und Dr. Matthias Hartlieb (Institut für Chemie)
Exzellenzcluster (HU Berlin, Universität Potsdam) Optobio potenziell ab 2026; Zusammenarbeit zwischen Prof. Petra Wendler (Institut für Biochemie und Biologie) Prof. Claudia Matthäus (Institut für Ernährungswissenschaften)
Regional Berlin/Brandenburg:
Exzellenzcluster (TU Berlin, HU Berlin, FU Berlin, Universität Potsdam) Unisyscat bis 2025
Exzellenzcluster (HU Berlin, Universität Potsdam) Optobio potenziell ab 2026
DFG Projekt Nr 414977640 Zusammenarbeit Prof. Petra Wendler mit Dr. Ulrich Glebe (Fraunhofer IAP)
DFG Projekt Nr. 471323994 Zusammenarbeit Prof. Petra Wendler mit Dr. Martin Reifarth (Fraunhofer IAP)
Kooperation zwischen Prof. Petra Wendler und Prof. Ralf Stohwasser, BTU Cottbus-Semftenberg
Deutschlandweit:
DFG WE4628/4-1 Zusammenarbeit Prof. Petra Wendler mit Prof. Jürgen Dohmen, Universität Köln (bis 2024;
potenziell mit Verlängerung)
BMBF CarboBioElec Zusammenarbeit Prof. Petra Wendler mit Prof. Anna Fischer und Prof. Matthias Boll (beide Universität Freiburg)
Kooperation zwischen Prof. Petra Wendler und Dr. Dawaadschargal Dubiel, Otto-von-Guericke Universität Magdeburg
Europaweit:
DFG KA 5640/3-1 Zusammenarbeit Dr. Max Kahle mit der AG von Prof. Pia Ädelroth, Stockholm University

In der Forschung und Nachwuchsförderung unterstützt/e das Vorhaben konkret die Projekte folgender NachwuchsforscherInnen:

  • Dr. Max Kahle, der mit seiner selbst eingeworbenen Walter Benjamin Stelle auf das Arbeiten mit der Kryo TEM Anlage angewiesen war
  • Dr. Matthias Hartlieb, der mit einer Emmy Noether Stelle (HA_7725_2_1) am Institut für Chemie der Universität Potsdam seine eigene Arbeitsgruppe aufbaut
  • Dr. Ulrich Glebe, dessen Heisenbergprofessur mit Sitz an der Universität Potsdam Kryo TEM nutzt
  • Junior Prof. Claudia Matthäus, die am Institut für Ernährungswissenschaften der Universität Potsdam im Tenure Track Programm ihre eigene Arbeitsgruppe aufbaut

Die Kryo TEM Anlage samt des beantragten Halters wird in der Lehre des Masterstudiengangs „Biochemistry and Molecular Biology“ am Institut für Biochemie und Biologie im Modul „Cryo electron microscopy in structural biology“ eingestzt. Daher fördert das Vorhaben auch die Ausbildung kommender Generationen von WissenschaftlerInnen an state-of-the-art Technologien. Ihnen werden damit Schlüsselkompetenzen vermittelt und sie erhalten Anschluss an den Stand der internationalen Forschung.