Nuria Plattner entwickelt an der Freien Universität Berlin eine neues Verfahren, das die Organisation von Proteinen in Zellen besser analysierbar machen soll. Mit ihrem Projekt unterstützt die Chemikerin aus der Schweiz die interdisziplinäre Arbeitsgruppe "Computational Molecular Biology" um den Mathematiker Frank Noé. Die Gruppe arbeitet an mathematischen Lösungen für Grundlagenprobleme der Biophysik. Nuria Plattner war vorher unter anderem Postdoktorandin an der US-amerikanischen Brown University.
»Mit Simulationen molekulare Prozesse besser verstehen«
Grundsätzlich geht es in meiner Forschung um die Simulationen von Biomolekülen. Das sind Simulationen mit dem Atom als kleinster Einheit – im Gegensatz zu quantenmechanischen Simulationen, bei denen Elektronen als noch kleinere Einheit betrachtet werden. Mit unseren Simulationen studieren wir die Organisationsprozesse von Molekülen, zum Beispiel von Proteinen. Es gibt bereits etablierte Methoden und Computerprogramme, um sich die Dynamik einzelner Proteine anzuschauen. Diese nehmen wir als Grundlage, um zu verstehen, was passiert, wenn viele verschiedene Proteine untereinander in ganz unterschiedliche Wechselwirkungen treten. Die Frage ist dann: Wie verhält sich das Ganze?
Als Computer-Chemikerin arbeite ich sehr eng mit experimentellen Forschern zusammen. Wir benötigen ihre Daten als Input für unsere Simulationen, zum Beispiel Daten zu den Kristallstrukturen von Proteinen oder zur Entwicklung der Kraftfelder, also zur Wechselwirkung zwischen den Atomen. Mithilfe der Simulationen kann ich dann entweder den Ausgang eines Experiments vorhersagen, das noch gar nicht stattgefunden hat, oder einen Vorgang reproduzieren, der im Experiment demonstriert wurde, und so das Ergebnis des Experiments verifizieren.
Das Ergebnis von Experimenten ist oft nur eine Zahlenreihe. Wenn diese Zahlenreihe mit meiner Simulation in Übereinstimmung gebracht wird, kann man detailliert sagen, welche Werte welchem Vorgang im Protein entsprechen. Auf dem Bildschirm kann man dann zum Beispiel zeigen: Diese Bestandteile des Proteins bewegen sich so, hier löst sich ein Molekül, dort kommt ein anderes hinzu. Die Visualisierung hilft dabei, molekulare Prozesse besser zu verstehen. Das halte ich für einen der wichtigsten Beiträge der Simulation.
Unsere Gesellschaft kann aus der technischen Entwicklung nur schwer wieder aussteigen, auch wenn der technische Fortschritt viele Schwierigkeiten mit sich bringt. Ich denke dabei zum Beispiel an die nukleare Bedrohung oder den Klimawandel. Dennoch sehe ich eine Hoffnung darin, weiter zu forschen. Das heißt für mich, auf aktuelle Entwicklungen zu reagieren und neue Handlungsmöglichkeiten aufzuzeigen. Was meine eigene Arbeit anbetrifft, will ich dazu beitragen, dass wir biologische Vorgänge besser verstehen. Das wiederum eröffnet die Möglichkeit, Krankheiten besser zu verstehen – und damit die Aussicht auf neue Heilungschancen.
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