Fachbeitrag - 30.01.2019

candidum – Computerunterstütztes Enzym-Design

Seit über hundert Jahren nutzt die Industrie Enzyme. Musste sie sich anfangs noch mit natürlichen Enzymen begnügen, gelingt es heute immer besser, maßgeschneiderte Biokatalysatoren mit gewünschten Eigenschaften zu entwerfen. Das Stuttgarter Start-up candidum GmbH verspricht, schneller als bisher zum Ziel zu gelangen – vor allem dank beschleunigtem virtuellem Screening.

Software identifiziert Ursachen von Komplikationen, bevor Patient*innen von Symptomen betroffen sind und erlaubt zukünftig eine optimale Frakturversorgung.

SICOS BW GmbH - 18.06.2020

Mit Höchstleistungsrechnern und Data Analytics gegen das Coronavirus

In einer Epidemie sind Datenaustausch und Nutzung innovativer Technologien essenziell, um wirksam und schnell gegen die Infektion vorgehen zu können. Höchstleistungsrechner und Data Analytics leisten dabei einen wertvollen Beitrag. SICOS BW agiert als vielversprechendes Solution Center, das die Brücke von numerischer Simulation, Big Data und KI zu Unternehmen auch im Medizintechnik-Bereich schlägt.

Unternehmensporträt - 09.01.2019

HQS Quantum Simulations für industrielle Anwendungen der Quantenmechanik

Die Tür zur Quantenwelt geht immer weiter auf. Dahinter verbirgt sich eine ganz neue Sicht auf Materialien und Moleküle. Davon profitiert nicht nur die Wissenschaft, sondern es bieten sich auch große Potenziale für die Wirtschaft. Das Karlsruher Start-up übernimmt eine Vorreiterrolle bei Quantensimulationen für die Chemie- und Pharma-Branche.

Um Tierversuche zu vermeiden, zu verringern und zu verbessern, hat das Land Baden-Württemberg am 8. Februar ein landesweites Hochschulnetzwerk zur Verbesserung des Tierschutzes in Forschung und Lehre gegründet und stellt 3,8 Millionen Euro zur Verfügung Zu den geförderten Projekten gehört auch das Netzwerk 3R-US der Universität Stuttgart und des Robert-Bosch-Krankenhauses Stuttgart.

Quantentechnologie Ulm - 08.04.2021

Diamanten für Life-Science-Innovationen

Der weltweit erste kommerzielle Quantencomputer, steht jetzt in Stuttgart bereit, um der Quantentechnologie in Deutschland den Sprung nach vorn zu ermöglichen. Genau dorthin, wo klassische Computer an ihre Grenzen stoßen. Die Universität Ulm ist an drei der sechs vom Wirtschaftsministerium geförderten Verbundprojekten beteiligt, um komplexe Simulationen in der Medikamentenentwicklung, Medizin bis hin zur Batterieforschung zu erstellen.

Arzneistoffe bestehen aus im Wirkstofflabor entwickelten Molekülen, die an ihr Ziel, meist einem Protein, binden und so ihre Wirkung entfalten. Die tatsächliche Dauer der Bindung eines Wirkstoffmoleküls an sein Zielprotein variiert je nach Wirkstoff. Die Lebensdauer des Wirkstoff-Ziel-Komplexes kann eine entscheidende Rolle für die Wirksamkeit eines Medikaments spielen.

MRT oder GPS-Navigation beruhen auf quantenmechanischen Funktionen. Doch die Quantenmechanik soll in Zukunft auch abhörsichere Kommunikation und hochsensible Sensoren ermöglichen. Quantencomputer könnten bei Simulationen oder bei der personalisierten Medikamentenentwicklung helfen. Von der zentralen Rolle der Uni Ulm in der Pionierforschung zur Quantenwissenschaft hat sich Wissenschaftsministerin Petra Olschowski bei einem Besuch informiert.

Dossier - 01.10.2012

Systembiologie das Komplexe begreifbar machen

Die Systembiologie hat das Ziel ein integriertes Bild aller regulatorischen Prozesse über alle Ebenen vom Genom über das Proteom zu den Organellen bis hin zum Verhalten und zur Biomechanik des Gesamtorganismus zu bekommen. Wesentliche Methoden stammen aus der Systemtheorie und ihren Teilgebieten.

Der Forschungsneubau „Multidimensionale Trauma-Wissenschaften“ der Universität Ulm für über 200 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stärkt die Spitzenforschung im Land. Finanzminister Dr. Danyal Bayaz hat am Montag, 11. Oktober 2021, gemeinsam mit dem Amtschef des Wissenschaftsministeriums, Dr. Hans Reiter, den Grundstein für das neue Forschungsgebäude Multidimensionale Trauma-Wissenschaften (MTW) gelegt.

Zellen müssen präzise kontrollieren, welche der im Erbgut enthaltenen Gene sie nutzen. Dies geschieht in sogenannten Transkriptionsfabriken, molekularen Ansammlungen im Zellkern. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie, an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und am Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin haben nun festgestellt, dass die Bildung der Transkriptionsfabriken der Kondensation von Flüssigkeiten ähnelt.

Prof. Dr. Harald Gießen vom 4. Physikalischen Institut sowie Prof. Dr. Alois Herkommer und Dr. Simon Thiele vom Institut für Technische Optik der Universität Stuttgart wurden am 19. Oktober 2021 mit dem Gips-Schüle-Forschungspreis 2021 ausgezeichnet. Die Forscher erhielten die mit 50.000 Euro dotierte Auszeichnung für die Entwicklung der 3D-Drucktechnik sowie neuer Materialien und Prozesse, um die kleinsten Miniaturoptiken der Welt herzustellen.

Weltweit ist die Zahl der Totgeburten hoch. Alle 16 Sekunden kommt ein Baby nach der 28. Schwangerschaftswoche tot zur Welt. Das In Utero-Programm der gemeinnützigen Organisation Wellcome Leap zielt darauf ab, diese Zahl mit Hilfe fortschrittlicher bildgebender Verfahren um die Hälfte zu reduzieren.

An der Technischen Hochschule Ulm forscht derzeit eine Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Alfred M. Franz im Bereich "Navigation für medizinische Interventionen". In dieser Gruppe wurde nun im Sinne der Offenen Wissenschaft ein flexibles, neurovaskuläres Gefäßphantom entwickelt, um daran neue Methoden der Schlaganfallbehandlung zu untersuchen.

Booster für neutrophile Granulozyten - 27.10.2021

Acetat unterstützt Immunzellen beim Kampf gegen Sepsis

Eine Blutvergiftung ist die gefährlichste Komplikation bei bakteriellen Infektionen und führt häufig zum Tod. Forschende des Interfakultären Instituts für Mikrobiologie und Infektionsmedizin der Universität Tübingen haben nun Acetat als potenten Wirkstoff identifiziert, der Zellen des angeborenen Immunsystems stimulieren kann und so deren Fähigkeit zur Vernichtung von Bakterien unterstützt.

InformatikerInnen des Exzellenzclusters Kollektives Verhalten entwickelten ein Verfahren zur Modellierung von kollektiven Szenarien, zum Beispiel der Ausbreitung von Krankheiten.

Mit der superauflösenden Mikroskopie gewinnen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neue Einblicke in die Welt der Zellen und können nanometerkleine Strukturen im Zellinneren erkunden. Das Verfahren hat die Lichtmikroskopie revolutioniert und seinen Erfindern 2014 den Nobelpreis für Chemie eingebracht. Tübinger KI-Forscher haben in einem internationalen Projekt einen Algorithmus entwickelt, der diese Technologie wesentlich beschleunigt.

Ressourceneffizienz, Zeit- und Kostenersparnis sind wesentliche Themen in der Textil- und Bekleidungsindustrie. Die Vorteile der digitalen Fertigung gelten nicht nur für Mode, sondern auch für Medizintextilien. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben dazu eine digitale Plattform entwickelt, mit der passgenaue flexible textile Orthesen ressourcen-, zeit- und kosteneffizient hergestellt werden können.

Forschende aus Heidelberg, Linz und Tübingen beschreiben in Science einen neuen Mechanismus der Signalweitergabe im Hippocampus, dem Erinnerungszentrum des Gehirns: Reizweiterleitung am Zellkörper vorbei funktioniert trotz Hemmung durch neuronales Netzwerk

Ein weiches Exoskelett zur Unterstützung von Schlaganfallpatienten oder Pflaster zur kontrollierten Abgabe von Arzneimitteln müssen aus Materialien bestehen, die sich intelligent und selbstständig an die Bewegungen der Träger sowie an wechselnde Umweltbedingungen anpassen. Materialwissenschaftler der Uni Stuttgart und Pharmazeuten der Uni Tübingen haben nun gemeinsam autonom schaltbare Polymermaterialien entwickelt, die genau dies leisten können.

Angenommen irgendwo auf der Welt, fernab der Zivilisation, bricht eine hochansteckende tödliche Krankheit aus. Eine Infrastruktur mit Infektionsstation, abgetrennten Behandlungsbereichen und Isolierzimmern gibt es nicht. Örtliches medizinisches Personal und Hilfsorganisationen können keine Hilfe leisten, ohne sich selbst in Gefahr zu bringen. Für viele Länder ist solch ein Szenario Realität.

Der Bosch Health Campus hat eine Machbarkeitsstudie zur Telemedizin in Baden-Württemberg beauftragt. Sie zeigt: Durch die geplante Krankenhausreform werden deutliche Versorgungslücken entstehen. Die gute Nachricht: Die Telemedizin kann diese Defizite nahezu vollständig schließen.

Mikrostrukturtechnologie - 17.07.2020

Eine elektronische Nase für vielerlei Anwendungen

Sinnesorgane sind wahre Meisterwerke der Natur. Der Mensch hat deshalb schon oft versucht, sie zu kopieren. Ob Kamera oder Mikrofon – hierfür standen immer natürliche Vorbilder wie Auge oder Ohr Modell. Lange fehlte allerdings ein künstlicher Geruchssinn im Repertoire. Nun wurde am KIT eine elektronische Nase entwickelt. Sie kann Gasgemische „riechen“ und damit zur Diagnostik von Krankheiten oder zur Lebensmittelkontrolle eingesetzt werden.

Im Bereich der Optogenetik erforschen Wissenschaftler*innen die Aktivität von Nervenzellen im Gehirn mithilfe von Licht. Ein Team um Prof. Dr. Ilka Diester und Dr. David Eriksson vom Optophysiologie Labor der Universität Freiburg hat ein neues Verfahren entwickelt, um gleichzeitig laminare Aufzeichnungen, Multifaser-Stimulationen, optogenetische 3D-Stimulation, Konnektivitätsrückschlüsse und Verhaltensquantifizierung an Gehirnen durchzuführen.

Die 3R-Initiative in Baden-Württemberg hat zum Ziel, Tierversuche durch alternative Methoden zu ersetzen und die Qualität notwendiger Experimente zu verbessern. Das Land unterstützt gemeinsam mit beteiligten Hochschulen seit 2020 den Aufbau des 3R-Netzwerks mit insgesamt rund 6,9 Millionen Euro.

Bessere Zellfabriken für die Herstellung modernster Biotherapeutika: Das ist das Ziel zweier Forschungsprojekte der Hochschule Biberach (HBC). Forscher des Instituts für Angewandte Biotechnologie (IAB) befassen sich intensiv mit der Frage, wie Produktionszelllinien optimiert werden können, damit Patienten, die an schwerwiegenden Krankheiten wie beispielsweise Tumoren oder Alzheimer leiden, besser therapiert werden können.

Die Wissenschaft hat lange nach Möglichkeiten gesucht, neuronale Netze im Gehirn mit Computern zu simulieren, um zu verstehen, wie sie funktionieren. Mit neuen Erkenntnissen über die neuronalen Schaltpläne im Gehirn der Fruchtfliege und mit Hilfe von KI gelang es nun Forschenden, ein neuronales Netz zu knüpfen. Dieses sagt die Aktivität einzelner Neuronen vorher, ohne dass Messungen an einem lebenden Gehirn vorgenommen werden müssen.

BMBF fördert am HZI geleitetes Verbundprojekt RESPINOW von zehn Forschungsinstitutionen aus Deutschland und Polen mit 1,88 Mio. Euro. Untersuchung zur Ausbreitung von Atemwegserkrankungen nach pandemiebedingten Schutz- und Hygienemaßnahmen. Den Projektteil zur systemischen Datenzusammenstellung verantwortet Claudia Denkinger, Leiterin der Infektions- und Tropenmedizin am Universitätsklinikum Heidelberg.

Wie maschinelles Lernen dabei helfen kann, komplexe Zusammenhänge zwischen Genen, Proteinen und Krankheiten zu verstehen, untersucht Dr. Pascal Schlosser in einer neuen Emmy Noether-Gruppe.

Forschende der Universität Heidelberg, des HITS und der Universität Galway, Irland, haben erstmals die gesundheitliche Entwicklung von Säuglingen für deren gesamten Stoffwechsel simuliert. Dazu entwickelten sie mathematische Modelle für die Stoffwechselprozesse von Neugeborenen. Die Modelle sollen zu einem besseren Verständnis von seltenen Stoffwechselerkrankungen beitragen.

Das Land hat den zweiten missionsorientierten Förderaufruf von Invest BW mit dem Fokus auf Digitalisierung und Künstliche Intelligenz gestartet. Diese Themenfelder sind entscheidende Wachstumstreiber für den Standort Baden-Württemberg.

Eine Behandlung von Patient/-innen mit Antibiotika und Darmspülung vor einer sogenannten Stuhltransplantation begünstigt die Ansiedelung übertragener Bakterien der Spender/-innen. Zu diesem Schluss kommt eine Studie der Universität Hohenheim in Stuttgart. Prof. Dr. W. Florian Fricke und Daniel Podlesny entwickelten ein Modell, mit dem sich die Auswirkungen der Therapie auf das Darmmikrobiom individueller Patient/-innen vorhersagen sagen lässt.

Carl-Zeiss-Stiftung fördert Aufbau einer gemeinsamen Einrichtung in Heidelberg, Karlsruhe und Mainz. Die Anwendung und Entwicklung neuer Technologien der DNA-Synthese voranzutreiben, um den Weg für die Herstellung ganzer künstlicher Genome zu ebnen – das ist das Ziel eines neuen interdisziplinären Zentrums, das an der Universität Heidelberg, dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU)…

Als epigenetische Modifikationen bezeichnete Veränderungen spielen unter anderem bei der Krebsentstehung eine wichtige Rolle. Sie schnell und zuverlässig analysieren zu können, könnte zum Beispiel wesentlich dazu beitragen, die personalisierte Therapie weiterzuentwickeln.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder die ersten wegweisenden Entscheidungen für die Förderlinie „Exzellenzcluster“ bekanntgegeben. Die Universität Stuttgart bekommt grünes Licht für zwei neue Clusterinitiativen.

Mehr frisches Kapital für die deutsche Biotechnologie-Branche: Die Kapitalaufnahme stieg im Jahr 2023 auf 1,1 Milliarden Euro – ein Plus von 17 Prozent im Vergleich zum Vorjahr, als 921 Millionen Euro eingesammelt werden konnten. Der aktuelle Wert liegt damit wieder in etwa auf dem Vor-Pandemie-Niveau – allerdings deutlich unter den Summen, die während der Corona-Krise 2020 (3,1 Milliarden Euro) und 2021 (2,3 Milliarden) in der…