Künstliche Intelligenz hilft bei Entdeckung neuer Wirkstoffe in Bakterien
Der Chemische Biologe Eric Helfrich, Professor für Naturstoffgenomik an der Goethe-Universität Frankfurt und Co-Sprecher des LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (LOEWE-TBG) war in der Einwerbung der hoch kompetitiven Starting Grants des Europäischen Forschungsrats (European Research Council – ERC) erfolgreich und erhält für die kommenden fünf Jahre 1,5 Millionen Euro. Er forscht an Naturstoffen, die in Bakterien durch eine Kombination Enzym-katalysierter und spontaner Reaktion hergestellt werden.
Prof. Bernhard Brüne, Vizepräsident der Goethe-Universität für Forschung, gratulierte dem Wissenschaftler: „Die Vergabe von ERC-Grants ist äußerst wettbewerbsintensiv. Ich freue mich daher sehr für Prof. Helfrich, dessen außergewöhnlichen Leistungen in der Naturstoffforschung in besonderer Weise gewürdigt werden und der jetzt seine zukunftsweisenden wissenschaftlichen Projekte zur Entdeckung neuer potenzieller Wirkstoffe in Bakterien langfristig weiterverfolgen kann.“
Prof. Dr. Eric Helfrich befasst sich in seinem ERC-Projekt „COMBINE“ („Bacterial Alkaloid Biosynthesis off the Beaten Path: Compartmentalization and Non-Enzymatic Transformations in Non-Canonical Alkaloid Biosynthesis“) damit, wie Bakterien komplexe Biomoleküle herstellen, die die Basis vieler Medikamente sind. Diese sogenannten Naturstoffe werden durch vielstufige enzymatische Prozesse gebildet, wobei in Bakterien alle Gene, die für diese Enzyme kodieren, nebeneinander in der DNA vorliegen. Daher kann man durch Genom-Analysen das Potenzial eines Bakteriums zur Produktion neuer Naturstoffe ermitteln.
Eric Helfrich befasst sich mit Naturstoffen, die sich dieser scheinbar universellen Regel widersetzten. Im Speziellen geht es um spontane Reaktionen, die vermutlich in eigens dafür vorgesehenen Reaktionskammern innerhalb der Bakterienzelle ablaufen. Da diese Reaktionen nicht von Enzymen katalysiert werden, deren Bauplan im Genom vorliegt, lassen sich spontane Reaktionen bisher nicht vorhersagen. Daher wird das Team von Eric Helfrich auf künstlicher Intelligenz basierende indirekte Verfahren entwickeln, um spontane Reaktion vorherzusagen und die assoziierten neuartigen Naturstoffe zu charakterisieren. Einsichten in diese nicht-enzymatischen Vorgänge werden anschließend für die Erzeugung einer neuen Generation von Wirkstoffen verwendet, bei denen zwei Wirkstoffe mittels synthetischer Biologie so verändert werden, dass sie bei ihrer biotechnologischen Produktion spontan zu bi-spezifischen Wirkstoffen fusionieren.
Der Europäische Forschungsrat (European Research Council, ERC) ist eine von der Europäischen Kommission eingerichtete Institution zur Finanzierung grundlagenorientierter Forschung. Er besteht seit 2007 unter mehreren EU-Rahmenprogrammen für Forschung und Innovation. An seiner Spitze steht der Scientific Council, ein Gremium internationaler Spitzenwissenschaftlerinnen und –wissenschaftlern, der für die strategische Ausrichtung des ERC verantwortlich ist.
Mit Starting Grants unterstützt der ERC exzellente Forscherinnen und Forscher, die sich in den ersten Jahren nach ihrer Promotion ein eigenes Forschungsteam aufbauen und sich mit einem viel versprechenden Forschungsprojekt wissenschaftlich etablieren wollen. Für die Projekte erhalten sie bis zu 1,5 Millionen Euro über einen Zeitraum von bis zu fünf Jahren. https://erc.europa.eu/funding/starting-grants
Hintergrund: Emmy-Noether-Förderung für Prof. Eric Helfrich (2023)
https://aktuelles.uni-frankfurt.de/forschung/15-millionen-fuer-naturstoff-forschung-prof-eric-helfrich-erhaelt-emmy-noether-foerderung/
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