European XFEL beteiligt sich an BioStruct-X
Röntgenlaser können Strukturaufklärung von Biomolekülen deutlich verbessern.
Um verstehen zu können, wie Biokatalysatoren funktionieren oder um ein neues Medikament entwickeln zu können, ist es wichtig, die Struktur von Biomolekülen wie beispielsweise Proteinen zu kennen. Um die Struktur zu bestimmen, werden die Proteine in der Regel kristallisiert, mit Röntgenstrahlung bestrahlt und das resultierende Beugungsmuster analysiert. Für diese makromolekulare Kristallographie (Kristallographie mit größeren Kristallen) werden meist Röntgenstrahlen von Synchrotronen eingesetzt.
Eine Reihe von Forschungseinrichtungen unter der Federführung des Europäischen Molekularbiologielabors (EMBL), darunter European XFEL, arbeitet nun im Rahmen des neuen EU-Projekts BioStruct-X zusammen, um zu erreichen, dass die kristallographischen Daten von Röntgen-Freien-Elektronen-Lasern (XFEL) in gleicher Weise ausgewertet werden können wie von Synchrotronen. Die Pulse der XFELs sind milliardenfach heller als die Röntgenstrahlung aus Synchrotronen, so dass damit biologische Proben untersucht werden können, die bislang als für die Röntgenstrukturanalyse zu klein galten. Die neue Protein-Nanokristallographie kann die Arbeit von Forscherinnen und Forschern möglicherweise stark beschleunigen vereinfachen, weil dann nicht mehr wie bisher in oft jahrelanger und mühevoller Arbeit größere Kristalle gezüchtet werden müssen. Gleichzeitig wird so die Untersuchung einer großen Zahl von Biomolekülen aus der Zellmembran möglich, die wichtige Angriffspunkte für Medikamente sind.
Die Forscher von European XFEL werden in Biostruct-X eng mit Kollegen anderer führender Forschungszentren kooperieren. Dazu zählen insbesondere die Diamont Light Source in Oxfordshire und das Centre for Free-Electron Laser Science (CFEL), an dem die Datenanalyse für Nanokristalle entwickelt wurde und das in Hamburg gemeinsam von DESY, der Max-Planck-Gesellschaft und der Universität Hamburg eingerichtet worden ist. „Gemeinsam mit unseren Partnern planen wir die Entwicklung von Software für die Datenverarbeitung an XFELs, die der an Synchrotronen verwendeten entspricht. Wir wollen die Analyse der Daten von Röntgenlasern, die bislang Experten vorbehalten ist, einer breiten Gruppe von Forscherinnen und Forschern ermöglichen, erklärt Adrian Mancuso, leitender Wissenschaftler bei European XFEL.
BioStruct-X ist ein Konsortium von 19 Einrichtungen aus elf EU-Ländern und assoziierten Staaten. Ziel ist es, für die aktuellen und kommenden Herausforderungen der Strukturbiologie im 21. Jahrhundert eine moderne Infrastruktur zu schaffen und auf diese Weise die europäische Forschung in der Biomedizin zu fördern. Die Partner, die am 5. und 6. Dezember zu einem Auftakttreffen zusammenkamen, werden dabei ihr führendes Know-how auf dem Gebiet der Anwendung von Röntgenstrahlung höchster Brillanz in der Stukturbiologie einbringen, wie sie von modernen Synchrotronen und dem European XFEL erzeugt werden.
Mehr Informationen zu BioStruct-X unter www.biostruct-x.eu.
