Profil

Geboren und aufgewachsen bin ich in Marburg und Umgebung. In der Schule wusste ich nie, was ich später mal werden will. Fast durch Zufall habe ich dann Biologie als Leistungskurs gewählt und in diesem Kurs die Naturwissenschaften für mich entdeckt. Am spannendsten fand ich zu dieser Zeit Neurobiologie. Da ich unsicher war, ob ich lieber Richtung Medizin oder Biologie gehen wollte, machte ich ein FSJ im Rettungsdienst, was sehr spannend und erfahrungsreich war, ein Biologiestudium aber dennoch interessanter für mich war. Während des Studiums habe ich dann festgestellt, dass Menschen und das Gehirn zwar ihren Reiz haben, Mikroorganismen durch ihre Vielfalt und diveresen Metabolismen jedoch weitaus spannender sind. So habe ich mich immer mehr Richtung Mikroorganismen und Biochemie spezialisiert und im Masterstudium die Methoden der Synthetischen Biologie erlernt. Synthetische Biologen sind wie Ingenieure für Lebewesen und Biomoleküle. Man versucht das Leben zu verstehen, indem man es nachbaut. Ich hatte Glück, dass direkt hier in Marburg eine Forschungsgruppe war, die all meine Interessen vereint: Synthetische Biologie, Mikroorganismen und Biochemie. Daher bin ich hier geblieben und arbeite zur Zeit an meiner Doktorarbeit in diesem Bereich.

Die Grundlage allen Lebens auf der Erde ist CO2. Alle biologischen Moleküle, wie Kohlenhydrate, Fette, Proteine oder Vitamine bestehen aus einem Kohlenstoffgerüst, welches ursprünglich aus CO2 gebildet wurde. Gleichzeitig ist CO2 ein Treibhausgas. Das bedeutet, es trägt in der Atmosphäre dazu bei, dass sich die Erde erwärmt und der Klimawandel zu einer globalen Bedrohung wird.

Wenn es also gelingen würde, CO2 aus der Atmosphöre zu ziehen und in Biomoleküle umzuwandeln würde man einerseits dem Klimawandeln entgegenwirken und gleichzeitig Nährstoffe für Menschen generieren.

In der Natur wird das meiste CO2 über einen Prozess namens Photosynthese in Biomasse umgewandelt. Pflanzen, Algen und grüne Bakterien sind dazu in der Lage, indem die die Energie des Sonnenlichts nutzen, und mehrere CO2 Moleküle zu einem Zuckermolekül zu verbinden.

Leider ist dieser Prozess nicht Fehlerfrei, statt CO2 kann nämlich auch Sauerstoff (O2) aus der Luft gezogen werden. Hierbei entsteht die toxische Verbindung 2-Phosphoglycolat, die unter Energieverbrauch wieder abgebaut/recycelt werden muss. Dadurch verringert sich die Effizienz der Photosynthese. Außerdem geht bei diesem Prozess zuvor fixiertes CO2 wieder verloren.

Das Ziel meiner Arbeit ist es, künstliche Stoffwechselwege zu bauen, die das toxische 2-Phosphoglycolat recyceln, dabei jedoch weniger Energie verbrauchen und weiteres CO2 fixieren. Wie eine Umleitungsstraße, die den Autoverkehr um einen Stau herumleitet und somit einen schnelleren Verkehr ermöglicht, sollen die künstlichen Stoffwechselwege um die natürliche (und ineffiziente) 2-Phosphoglycolat-Verwertung herumführen. Auf diese Weise können Pflanzen und andere photosynthetische Organismen effizienter wachsen, es entsteht mehr Biomasse und klimaschädliches CO2 wird aus der Atmosphäre gezogen.

Das Bauen künstlicher Stoffwechselwege geschieht, indem ich mir aus existierenden Stoffwechseln aller möglichen Organismen einzelne Reaktionen herauspicke, die ich wie Legosteine miteinander kombiniere, um eine neue Route zu generieren. Um mehr Möglichkeiten zu haben und auch Reaktionen zu ermöglichen, die in der Natur nicht vorkommen, baue ich existierende Enzyme auch um. Enzyme sind Proteine und bestehen aus einer Kette von Aminosäuren. Durch den gezielten Austausch von einzelnen Aminosäuren lässt sich die Struktur und Funktion dieser Enzyme verändern. Dadurch lassen sich diese neuen Reaktionen realisieren oder aber auch existierende Reaktionen optimieren.