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Proteine sind die molekularen ‚Fabriken‘ die alle Bestandteile des Lebens nach der in der DNS gespeicherten Information aufbauen. Ein genaues Verständnis dieser ‚Fabriken‘ ermöglicht es gezielt auf diese einzuwirken, zum Beispiel in der Medikamentenentwicklung.
Dynamische serielle Kristallographie hat an freien Elektronen Lasern wie dem SwissFEL ihren Ursprung. Sie ermöglicht es den genauen ‚Arbeitsablauf‘ der Proteine in kurzen Filmen festzuhalten. Dies ermöglicht es die Funktionsweise der Proteine noch besser zu verstehen.
Dynamische serielle Kristallographie funktioniert derzeit nur, wenn man Proteinmoleküle untersucht die auf Licht reagieren, wie zum Beispiel das am Sehvorgang beteiligte Rhodopsin, welches ein von Vitamin A stammendes Molekül als Lichtsensor verwendet. Jedoch sind wichtige Prozesse die zum Beispiel Proteinmoleküle und DNS aufbauen nicht vom Sonnenlicht abhängig.
Das vom Nationalfonds finanzierte Projekt zielt darauf ab Methoden für die dynamische serielle Kristallographie zu entwickeln die es möglich machen Proteine zu beobachten deren Funktion nicht vom Sonnenlicht abhängig ist. Unter anderem soll es möglich gemacht werden zu beobachten wie die Fixierung von Kohlendioxid in Pflanzen durch ein spezielles Proteinmolekül abläuft. Die Grundlagen dieses Prozesses besser zu verstehen kann es ermöglichen ihn zu verbessern. Eine Verbesserung der Kohlendioxidbindung durch Pflanzen könnte Möglichkeiten eröffnen drängende Probleme unserer Zeit, wie die Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung durch schnelleres Wachstum der Feldfrüchte und die globale Erwärmung durch effiziente Speicherung von Kohlendioxid auf biotechnologischem Wege anzugehen.