„Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts“

Mehr als 600 Tagungsbeiträge, über 450 Veröffentlichungen in wissenschaftlichen Fachjournals und Drittmittel in Höhe von mehr als 12 Millionen Euro – von so einer Bilanz träumen zahlreiche wissenschaftliche Institute. Am 19. Oktober 2007 wurde das Institut für Nano- und Biotechnologien (INB) als erstes interdisziplinär ausgelegtes Forschungsinstitut der FH Aachen vorgestellt. Vierzehn Jahre später kann das Team um Institutsleiter Prof. Dr. Michael J. Schöning zufrieden Bilanz ziehen. „Wir bringen Nanotechnologie und Biotechnologie näher zusammen, die Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts“, wie Prof. Schöning sagt. „Eine zentrale Säule unserer wissenschaftlichen Aktivitäten definiert sich über die Charakterisierung, Sequenzierung und ‚Online‘-Analysetechniken für biotechnologische und mikrobiologische Prozesse.“

Bei der Forschungsarbeit kommt dem Jülicher Institut vor allem die engagierte Nachwuchsarbeit zugute: Unter der Federführung von Prof. Schöning wurde 2008 ein Graduiertenseminar (heute Promotionskolleg) etabliert, mit dem der wissenschaftliche Nachwuchs des INB dauerhaft gesichert werden kann. Seitdem haben 22 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erfolgreich am INB promoviert – und das, obwohl das eigentlich gar nicht geht. Denn Hochschulen für angewandte Wissenschaften wie die FH Aachen haben kein Promotionsrecht. Dieses ist Universitäten und ausgewählten Forschungsinstituten vorbehalten. Deshalb muss für die Promotion immer eine Partneruniversität gefunden werden. „Einen solchen Partner hat das INB in der Philips-Universität Marburg, der KU Leuven und der Universität Hasselt gefunden“, erklärt Prof. Schöning, „wir arbeiten seit Jahren intensiv zusammen.“ Promovierende des INB werden gleichzeitig von einem Lehrenden der FH und einer Universitätsprofessorin oder einem Universitätsprofessor betreut und erhalten ihren Doktortitel von beiden Hochschulen. Bereits seit 2010 existieren Kooperationsverträge, die das Promotionsvorhaben über eine gemeinsame Betreuungsvereinbarung regeln.

Auf diese Weise promoviert auch Melanie Jablonski. Sie studierte von 2011 bis 2017 Biomedizinische Technik (Bachelor) und Biomedical Engineering (Master) an der FH Aachen. In Kooperation mit der Philipps-Universität Marburg promoviert sie über die Anbindung von Biomolekülen auf Sensoroberflächen mithilfe von Tabakmosaikviren als Nanocarriern. Anwendung findet ihre Forschung zum Beispiel bei der Entwicklung von enzymatischen Biosensoren. Derzeit beschäftigt sie sich unter anderem damit, Acetoin und Diacetyl sensorisch zu erfassen. „Der richtige Reifungsprozess von Bier oder Wein hängt ganz entscheidend von der Lagerdauer und einer optimalen Konzentration dieser Geschmacksträger ab, die bisher nur mit aufwendigen Verfahren messbar sind“, erklärt Jablonski. „Mithilfe eines eigens entwickelten chipbasierten Sensors zur Messung von Acetoin in alkoholischen Getränken könnte der Gärungsprozess sehr genau beobachtet werden.“ Der Anwendungsbezug dieses Schnittstellenprojektes zwischen Bio- und Nanotechnologie im durchgeführten Experiment resultiert aus einem gemeinsamen Forschungsvorhaben, an dem neben Prof. Schöning noch Prof. Dr. Petra Siegert, Prof. Dr. Johannes Bongaerts und Prof. Dr. Torsten Wagner beteiligt sind.

Generell stellt die gezielte Ankopplung der etwa 300 Nanometer langen Tabakmosaikviren an die Sensoroberfläche eine hoch spannende und wissenschaftlich anspruchsvolle Thematik dar, da viele Wechselwirkungsmechanismen auf Nanometerskala noch nicht im Detail verstanden sind. Weiterführende Grundlagenuntersuchungen werden deshalb ab 2021 im Rahmen eines DFG-geförderten Forschungsvorhabens gestartet, bei denen die Universität Stuttgart (Prof. Dr. Christina Wege) die Tabakmosaikviren weiter modifiziert und funktionalisiert; beide Partner sehen gespannt den gemeinsamen Experimenten entgegen.

Für Prof. Schöning sind es Forschungsergebnisse wie die von Melanie Jablonski, die ihn in seinem Weg in die Zukunft des INB bestärken. „Wir möchten auch in Zukunft weiter intensiv in unseren wissenschaftlichen Nachwuchs investieren, da Innovation von jungen Köpfen entscheidend mitgeprägt wird“, so Prof. Schöning. Der bisherige Forschungsmix aus Grundlagenforschung sowie anwendungsorientierter und industrienaher Forschung solle ein Garant dafür sein, auch weiterhin erfolgreich auf gelebte Forschung zurückblicken zu können, betont der Institutsleiter.