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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2017-07-01 - 2019-06-30

Cellular DNA is tightly packed with histones, proteins directly involved in regulation of gene expression with impact on numerous biological processes including cell differentiation, epigenetics and disease development. In particular, histones achieve this regulation by various types and combinations of post-translational modifications that are interpreted by interactions with specific effector proteins. Despite their pivotal role in different biological contexts, effects of histone modifications on recruitment of effectors at the microscopic level remains elusive. Here, our main goal is to further our understanding of microscopic mechanisms determining the function of histone modifications. To do this, we will use molecular dynamics simulations, a widely used high-resolution computational method for studying biomolecular properties and behavior at the atomistic level. More specifically, we intend to systematically investigate how different histone modifications and combinations thereof affect interactions with related effectors. In addition, histone effectors dedicated to recognition of lysine methylation and acetylation have been recently shown as promising targets for small molecule drugs. To this end, we intend to use molecular dynamics simulations to model interactions of effectors with known active molecules in order to examine binding mechanism as well as explore binding of other compounds by using perturbation free energy calculations.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2017-01-01 - 2019-12-31

In diesem Projekt soll ein neuartiges Röntgenmikroskop mit einer Röntgen-„Farbkamera“ erworben und aufgebaut werden, das erstmals die Kombination von Vollbild-Imaging der chemischen Zusammensetzung und 3D Kristallstrukturanalyse von Materialien mit Mikrometerauflösung ermöglicht. Von besonderem Interesse ist diese Methode für strukturell und chemisch inhomogene Materialien. Das Einsatzgebiet reicht von biologischen Systemen (biomineralisierte Gewebe, Selbstorganisationsprozesse), der zerstörungsfreien Untersuchung von Kunstgegenständen über Dünnfilmtechnologie bis zur industriellen Materialforschung (Nanoverbundwerkstoffe, nanokristalline Metall-Legierungen etc.).
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2017-10-01 - 2020-09-30

Durch die Nutzung von geeigneten Funktionalisierungsansätzen mithilfe moderner nanotechnologischer Prozesse kann Holz in seinen vielfältig verfügbaren Ausführungsformen an poröser und anisotroper Struktur mit völlig neuen Eigenschaftsprofilen versehen werden. Durch eine neuartige Strategie funktionelle Polymerketten kovalent in die Holzzellwandstruktur bzw. an die inneren Zelloberflächen auf zu polymerisieren, werden holzbasierte Materialien mit einem bisher unerreichten Eigenschaftsprofil erzeugt. Um die Positionierung, die Verteilung und die Funktion der so eingebrachten funktionellen Polymere kontrollieren und designen zu können ist ein deutlich tieferes Materialverständnis sowohl des Ausgangsmaterials als auch des funktionalisierten Materials erforderlich, als dies bislang in der Forschung notwendig erschien. Um den Modifizierungsprozess entsprechend unterstützen zu können, sind daher geeignete Charakterisierungstechniken für die Ansprüche am Substrat Holz heranzuziehen, die bisher in der Holzforschung kaum zum Einsatz kamen. Chemical-Force Mikroskopie (CFM) ist hier die Schlüsselmethode, die sowohl in der Lage ist die Funktionalität der in die Holzstruktur eingebrachten chemisch-funktionellen Gruppen als auch deren Verteilung in der notwendig hohen Ortsauflösung zu bestimmen. CFM ist eine sehr flexible Rasterkraftmikroskopie basierte Methode, die sowohl in gasförmigen als auch flüssigen Umgebungsbedingungen arbeiten kann und für die auch die kleinsten Zellwandmerkmale zugänglich sind. Die Charakterisierung der eingebrachten Funktionalitäten und die Rückmeldung zu den erzielten Eigenschaftsprofilen sollen im Rahmen des beantragten Dissertationsprojektes durchgeführt werden.

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