Unsere Forschung
Wir untersuchen die Rolle von Licht bei der Entstehung des Lebens. Im Zentrum steht die Frage, wie Sonneneinstrahlung auf der frühen Erde und im Universum als Energiequelle chemische Prozesse anstoßen konnte, die zur Bildung der molekularen Bausteine des Lebens führten. Die Arbeiten verbinden Konzepte aus Physik, Chemie, Astronomie, Geologie und Biologie und adressieren eine zentrale Fragestellung der Forschung zum Ursprung des Lebens.
Ein wesentlicher Fokus liegt auf der lichtgetriebenen Synthese und Umwandlung biologisch relevanter Moleküle wie Nukleotide, Aminosäuren und Lipide. Wir betrachten UV-Licht nicht nur als externe Energiequelle, sondern als aktiven Faktor, der Reaktionspfade lenkt, molekulare Funktionalität ermöglicht und Selektionsprozesse auf molekularer Ebene beeinflusst.
Methodisch kombiniert die Nachwuchsgruppe Photonische Abiogenese ultraschnelle Pump-Probe-Spektroskopie mit präbiotischer Photochemie. Dadurch lassen sich kurzlebige Zwischenzustände und elementare Reaktionsschritte zeitaufgelöst untersuchen und die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen aufklären. Die Arbeiten zielen darauf ab, neue photochemische Reaktionspfade zu identifizieren und ein physikalisch-chemisches Verständnis lichtgetriebener Prozesse zu entwickeln. Damit wollen wir sowohl zur Erforschung der Ursprünge des Lebens als auch zur Entwicklung synthetischer zellähnlicher Systeme beitragen.
Forschungsschwerpunkte
Präbiotische Photochemie unter UV-Licht
Untersuchung lichtgetriebener Reaktionen unter geologisch plausiblen Bedingungen zur Bildung biologischer Moleküle
Ultraschnelle Spektroskopie lichtgetriebener Prozesse
Zeitaufgelöste Pump-Probe-Spektroskopie zur Analyse elementarer photochemischer Reaktionsschritte und Zwischenzustände
Entstehung biologischer Funktionalität
Aufklärung lichtinduzierter Mechanismen, die zur Entwicklung molekularer Funktionalität und Komplexität beitragen
Kooperationen und Netzwerke
Die Nachwuchsgruppe Photonische Abiogenese ist in interdisziplinäre Forschungszusammenhänge eingebunden und arbeitet mit Partnern aus Physik, Chemie, Astronomie, Geowissenschaften und angrenzenden Disziplinen zusammen. Diese Vernetzung ist essenziell, um präbiotische Prozesse unter realistischen Randbedingungen experimentell zu untersuchen und theoretisch einzuordnen.
Innerhalb des Leibniz-IPHT besteht eine enge Anbindung an Forschungseinheiten der Spektroskopie/Bildgebung, Nanoskopie, Photonic Data Science und Optisch-Molekulare Diagnostik und Systemtechnologie. Die Zusammenarbeit ermöglicht den Einsatz hochentwickelter spektroskopischer Methoden zur Untersuchung lichtgetriebener Prozesse und die Einbettung der Arbeiten in institutsweite methodische Plattformen. Durch diese interdisziplinäre Einbindung trägt die Nachwuchsgruppe dazu bei, photochemische Grundlagenforschung mit zentralen Fragestellungen der Lebensentstehung zu verknüpfen.
Ausgewählte Projekte
UV/mid-IR Labor für die Analyse lichtinduzierter Prozesse
IR-LiPHe: Aufbau eines deutschlandweit einzigartigen Labors zur spektroskopischen Charakterisierung photochemischer Vorgänge in Therapie, Photokatalyse und Biomakromolekülen
Die Rolle von UV-Licht bei der Entstehung des Lebens
UV LiFE: Photochemische Untersuchung der Bildung biologischer Bausteine unter UV-Strahlung mit dem Ziel, den Ursprung des Lebens aufzuklären
Mechanismen UV-induzierter biologischer Funktionalität
BiUVunction: Rolle von UV-Licht bei der Entstehung biomolekularer Funktionen auf der frühen Erde und deren Anwendung in Biomedizin und synthetischen Zellen
Aktuelle Publikationen
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