Forschen für eine bessere Wirkung von Antibiotika

Computersimulationen von biologischen Systemen können helfen, molekulare Prozesse im Detail zu verstehen. Sie ermöglichen es zum Beispiel, den Weg von Molekülen durch biologische Membranen nachzustellen. Ein wichtiges Forschungsgebiet ist hierbei der Transport von Antibiotika-Molekülen durch bakterielle Membranen, damit diese ihre heilende Wirkung entfalten können. Das Verständnis dieser Prozesse ist sehr wichtig für die Entwicklung neuer Antibiotika.

Sie besser zu verstehen, ist ein Ziel von Dr. Kalyanashis Jana, der als Stipendiat der renommierten Humboldt-Stiftung für zwei Jahre in der Arbeitsgruppe von Dr. Ulrich Kleinekathöfer, Professor für Theoretische Physik an der Jacobs University, forscht.

Biologische Membranen trennen das Innere einer Zelle von ihrer Umgebung ab oder kapseln bestimmte Teile einer Zelle ein. Bakterien haben recht komplex aufgebaute äußere Membranen, die von Poren durchsetzt sind, damit Nährstoffe ein- und Abbauprodukte herausgeschleust werden können. Diese Poren machen sich auch viele Antibiotika-Moleküle zu Nutze, um in Bakterien einzudringen und dort wichtige Prozesse zu unterbinden. Computersimulationen sind beim Verständnis dieser Transportprozesse von großer Bedeutung. Sie vermitteln ein sehr detailgetreues Abbild der Abläufe auf der molekularen Ebene. Ein besseres Verständnis dieser Prozesse ist zum Beispiel auch wichtig, um die Nährstoffaufnahme von Darmbakterien besser zu verstehen.

Die Simulation von biologischen Prozessen mithilfe von Computern ist ein Spezialgebiet Kleinekathöfers. Seine Expertise war es auch, die Dr. Kalyanashis Jana an die Jacobs University nach Bremen gebracht hat: „Ich habe hier die Möglichkeiten, meine Fähigkeiten in Simulationen von Membranproteinen mit verschiedenen computergestützten Methoden zu erweitern“, sagt der indische Chemiker, der zuletzt an Dänemarks Technischer Universität (DTU) mit Sitz in Lyngby bei Kopenhagen forschte.

Die Alexander von Humboldt-Stiftung unterstützt den interkulturellen Dialog zwischen deutschen und ausländischen Wissenschaftlern durch akademischen Austausch. Die Stipendien sind hoch angesehen. Jährlich ermöglicht die Humboldt-Stiftung über 2000 Forschern aus aller Welt einen wissenschaftlichen Aufenthalt in Deutschland. Die Stiftung pflegt ein Netzwerk von weltweit mehr als 29.000 Humboldtianern aller Fachgebiete in mehr als 140 Ländern – unter ihnen 55 Nobelpreisträger.