Quantensensoren sollen erstmals Krankheitsabläufe in lebenden Zellen überwachen, ohne Spuren zu hinterlassen. An der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität forschen eine Physikerin und zwei Biologen an Mini-Sensoren, die durch Laserlicht leuchten und ihr Leuchten bei Kontakt mit Schadstoffen verändern. Der Fokus liegt auf reaktiven Sauerstoffspezies, die zur Entstehung neuropsychiatrischer und neurodegenerativer Erkrankungen beitragen. Die Carl-Zeiss-Stiftung fördert das Projekt mit knapp 900.000 Euro im Rahmen des Programms CZS Wildcard.

Das Team entwickelt genetisch kodierte Quantensensoren, die als Biosensoren in Zellen integriert werden. Bisherige fluoreszierende Proteine verändern ihre Fluoreszenz durch chemische Interaktionen, was die physiologischen Prozesse stört. Quantensensoren arbeiten zerstörungsfrei über magnetische Wechselwirkungen, nutzen den Spin und magnetische Eigenschaften von Quantenteilchen. Bei Kontakt mit reaktivem Sauerstoff verändert sich die Fluoreszenz durch magnetische Momente.

Die Sensoren sollen zunächst in Nervenzellen eingesetzt werden, um Erkrankungen besser zu verstehen. Mögliche Anwendungen umfassen die Messung neuronaler Aktivität und Signalübertragung über Ionenkanäle. Langfristig könnte die Forschung die personalisierte Medizin vorantreiben, etwa durch Untersuchung von aus Patientenstammzellen abgeleiteten Neuronen, um die Rolle reaktiver Sauerstoffspezies zu klären und passende Medikamente zu finden.

Das Förderprogramm CZS Wildcard unterstützt unkonventionelle Ideen im MINT-Bereich, die radikal neu und wagemutig sind. Es richtet sich an interdisziplinäre Konsortien aus mindestens drei Forschern.

Die Carl-Zeiss-Stiftung schafft Freiräume für wissenschaftliche Durchbrüche und unterstützt Grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik. Gegründet 1889, zählt sie zu den ältesten und größten privaten wissenschaftsfördernden Stiftungen in Deutschland und ist Eigentümerin der Carl Zeiss AG und Schott AG. Projekte werden aus Dividendenausschüttungen finanziert.

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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