Michel Brück erhält den iFZ Masters Preis 2023
Der Nachwuchswissenschaftler nutzte synthetische Biologie und Hochdurchsatzmethoden zum Aufbau einer RNA-Bibliothek
Michel Brück, Masterstudent in der Arbeitsgruppe von PD Dr. Bork Berghoff an der der JLU Gießen, forschte am Marburger Max-Planck-Institut im Grenzbereich von Molekularbiologie, Synthetischer Biologie und Bioinformatik. Für seine Arbeit erhielt er nun den iFZ Masters Preis, den das Institut für interdisziplinäre Zusammenarbeit der Justus-Liebig-Universität Gießen jährlich für herausragende Masterarbeiten vergibt.
Bibliotheken mit Büchern kennt man. Doch was ist eine Genbibliothek? Sie hilft Forschenden, gewünschte Gencodes zu finden, um zum Beispiel bestimmte Produkte von Bakterien in hoher Menge herstellen zu lassen, oder in diesem Fall die Produktion unerwünschter Proteine zu unterbinden.
Michel Brück entwickelte und charakterisierte in seiner Master-Arbeit eine Bibliothek kleiner regulatorischer RNAs. Diese RNAs codieren in der Regel nicht für Proteine, sondern regulieren in der Natur die Proteinbiosynthese, indem sie an Ziel-mRNAs binden. Ihre Anwesenheit entscheidet häufig darüber, ob ein bestimmtes Produkt in der Zelle gebildet wird oder nicht. Die Kenntnis der Funktion dieser kleinen RNAs eröffnet daher viele Möglichkeiten für die Forschung, aber auch zukünftige Entwicklungen bzw. Weiterentwicklungen für die Medizin und Biotechnologie.
„Kleine RNAs sind relativ leicht synthetisch zu bauen. Ich habe RNAs konstruiert, die an bestimmte mRNA-Abschnitte des Bakteriums Escherichia coli binden,“ erklärt Michel Brück. „In meinem Fall ging es darum, eine Antibiotikaresistenz zu unterdrücken. Wir konnten durch bestimmte RNAs einerseits die Resistenz aufheben und damit die Bakterien wieder sensitiv für ein Antibiotikum machen. Auf diese Weise könnte man schädliche – resistente – Bakterien wieder angreifbarer machen. Wir setzen also keine neuen Antibiotika ein, sondern machen die Bakterien stattdessen wieder sensitiv für etablierte Antibiotika, indem wir ihre Resistenzmechanismen aushebeln.“
Die Zusammenarbeit mit Dr. Daniel Schindler bot die Möglichkeit, zahlreiche Konstrukte mit sogenannten Hochdurchsatzverfahren auf ihre Funktionalität zu testen. Am MPI konnte der Masterstudent Hochdurchsatzroboter nutzen, die von der Forschungsgruppe über eine Serviceeinheit anderen Wissenschaftlern zur Verfügung stehen.
Ziel der Experimente war es, eine umfangreiche RNA-Bibliothek aufzubauen, welche eine große Menge dieser regulatorischen RNAs ihrer Länge nach charakterisiert und gleichzeitig überprüft, wie die Länge der Basensequenz Einfluss auf die Funktion nimmt. Eine weitere Fragestellung war es, ob eine Version der RNA konstruierbar ist, die ohne sogenannte Helferproteine wirksam ist.
„Der Kontakt zwischen Bork Berghoff und mir besteht bereits seit mehr als zehn Jahren,“ erklärt Daniel Schindler. „Seitdem wir eigene Arbeitsgruppen leiten, konnten wir auch endlich unsere experimentellen Ideen gemeinsam umsetzen. Michel ist ein Naturtalent und hat mit seiner Masterarbeit die Kollaboration zwischen den beiden Arbeitsgruppen nachhaltig intensiviert. Es ist beeindruckend, was er innerhalb seiner Masterarbeit umsetzen konnte.“
Bork Berghoff ergänzt: „Ich freue mich sehr, dass Michel Brück mit dem iFZ Masters Preis honoriert wird. Dies trägt ihm und seiner herausragenden Leistung Rechnung. Zudem freue ich mich, dass er unsere Zusammenarbeit so tatkräftig und erfolgreich unterstützt hat.“
Die Preisverleihung fand am 13.12. in Gießen statt. Michel Brück wird als nächstes seine Doktorarbeit in der Forschungsgruppe von Prof. Dr. Lennart Randau der Philipps-Universität Marburg beginnen. Er will erforschen, wie Archaeen aus extremen Lebensräumen, die bei über 70 Grad wachsen, ihren Nukleotidstoffwechsel betreiben und die hitzeempfindliche RNA modifizieren. Die Fragestellungen ändern sich etwas, doch für Michel Brück wird die RNA-Biologie nach wie vor Teil seiner Forschungsarbeit sein.
Das Interdisziplinäre Forschungszentrum der JLU (iFZ) prämiert in jedem Jahr drei herausragende Masterarbeiten. Das Zentrum entwickelt als wissenschaftliche Infrastruktur und interdisziplinäres Zentrum innovative Verfahren für die nachhaltige Nutzung natürlicher Ressourcen unter verschiedenen Umweltbedingungen.
