Messdaten zu Bildern machen

Michael Habeck ist neuer Professor für Mikroskopische Bildanalyse am Universitätsklinikum Jena. Die Carl-Zeiss-Stiftung fördert die Professur mit 1,5 Millionen Euro in fünf Jahren.

Mit hochauflösenden mikroskopischen Methoden und empfindlichsten Messverfahren dringen Lebenswissenschaftler bis auf das Niveau einzelner Moleküle in die Zellen vor, um sich ein Bild von biologischen Strukturen und ihrer Funktion zu machen. Die gewonnenen Bild- und Messdaten sind jedoch meist indirekt, zu unscharf oder schlicht zu wenige, um daraus unmittelbar beispielsweise auf die dreidimensionale Gestalt eines Proteinmoleküls schließen zu können.

Dafür bedarf es aufwendiger Algorithmen und Analysetools, die spezifisch für die Problemstellung entwickelt werden müssen. Als Professor für Mikroskopische Bildanalyse vertritt Michael Habeck seit dem Wintersemester dieses Forschungsgebiet am Universitätsklinikum Jena. Die experimentellen Daten erhebt er nicht selbst, sondern er ist Partner der biomedizinischen Arbeitsgruppen. Sein Arbeitsgerät ist der Hochleistungsrechner.

Die Carl-Zeiss-Stiftung fördert die Einrichtung seiner neuen Arbeitsgruppe mit 1,5 Millionen Euro in fünf Jahren. „Wir entwickeln Berechnungsmethoden, die Konzepte der Wahrscheinlichkeitstheorie, der physikalischen Statistik und des maschinellen Lernens verwenden“, erklärt Professor Habeck. Als Beispiel nennt er die Strukturaufklärung von Proteinfasern auf der Oberfläche von Bakterien, die das Anheften an Wirtszellen bei Harnwegsinfekten ermöglichen.

Mit verschiedenen resonanzspektroskopischen und elektronenmikroskopischen Messungen rückten Wissenschaftler den Eiweißfädchen zu Leibe. Michael Habeck führte die Daten in einem iterativen Rechenalgorithmus zusammen, der schließlich eine detaillierte Beschreibung der Fasergestalt erlaubte. „Das Prinzip konnten wir auch schon für andere Analysemethoden wie die Röntgenkristallografie oder Kryo-Elektronenmikroskopie anwenden und möchten es für weitere Mess- und Bilddaten erweitern“, so Habeck.

Nach seinem Physikstudium in Siegen und Heidelberg arbeitete Michael Habeck am European Molecular Biology Laboratory in Heidelberg und am Institut Pasteur in Paris. Er promovierte in der Biophysik an der Universität Regensburg und forschte anschließend an Max-Planck-Instituten in Tübingen. Mit Förderung der DFG gründete er dort eine Emmy-Noether-Arbeitsgruppe, mit der er an die Universität Göttingen wechselte. Zuletzt leitete er eine Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie in Göttingen.

In Jena möchte Professor Habeck die Entwicklung neuer Mikroskopietechniken durch innovative Tools zur Bildanalyse ergänzen. In der Jenaer Forschungslandschaft mit ihren Stärken in den Lebenswissenschaften, der Optik und Photonik sowie im wissenschaftlichen Rechnen sieht er dafür beste Bedingungen.

„Die spezialisierte Arbeitsgruppe von Professor Habeck, die wir dank der Unterstützung der Carl-Zeiss-Stiftung einrichten können, verbindet die Lebenswissenschaften noch stärker mit den mathematischen und naturwissenschaftlichen Grundlagenfächern. Mit Methodenkursen und Seminaren für Studierende und Promovierende wird sie auch ihr Lehrangebt interdisziplinär gestalten“, betont Prof. Dr. Andreas Hochhaus, Prodekan für Forschung an der Medizinischen Fakultät, die die Finanzierung nach der fünfjährigen Förderung übernimmt.