SFB 755:  Photonische Abbildungen auf der Nanometerskala

• Fachliche Zuordnung: Physik ; Biologie ; Chemie ; Mathematik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 28586557

Biomolekulare Systeme beziehen, ähnlich wie viele moderne Materialien, ihre Funktionsvielfalt aus einem hohen Grad an Komplexität, sowohl in ihrer Struktur als auch in ihrer Dynamik. Der Sonderforschungsbereich zielt auf die quantitative Beschreibung makromolekularer Struktur und Dynamik in Systemen mit komplexer Architektur unter funktional relevanten Umgebungsparametern. Untersuchungsgegenstand des Sonderforschungsbereichs sind komplexe makromolekulare Fluide, biomolekulare Systeme und biologische Zellen, also Systeme, bei denen auf unterster Ebene die Konformation, Dynamik und Wechselwirkung von Makromolekülen beschrieben werden muss. Komplex werden die Systeme durch eine Vielzahl von interferierenden Längen- und Zeitskalen, die einer vollständigen Charakterisierung durch die klassischen mikroskopischen und spektroskopischen Untersuchungsmethoden weitgehend entgegenstehen.
So erfordert zum Beispiel die Untersuchung molekularer Trajektorien und Wechselwirkungen bei hoher räumlicher und variabler zeitlicher Auflösung und in fluider Umgebung neue experimentelle Entwicklungen, die in beispielgebenden Experimenten umgesetzt werden sollen. In dem Sonderforschungsbereich werden dazu neue photonbasierte abbildende Untersuchungsmethoden entwickelt. Schwerpunkte bilden die hochauflösende optische Mikroskopie, die Optik kurzer Wellenlängen im Bereich der weichen und harten Röntgenstrahlung sowie als zentrales Bindeglied für alle Spektralbereiche die mathematische Optik.
Mit neuen optischen Werkzeugen will der Sonderforschungsbereich wesentliche Beiträge zum Verständnis komplexer Fluide leisten, zum Beispiel auf dem Gebiet der Aggregation von Amyloid-Proteinen, der Struktur und Dynamik des Zytoskeletts und der extrazellulären Matrix sowie von Multi-Komponenten-Membranen.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

• A01 - isoSTED-Mikroskopie für live cell imaging (Teilprojektleiter Egner, Alexander ;  Hell, Stefan W. )
• A02 - Räumlich aufgelöste Heterodyn-Spektroskopie (Teilprojektleiter Ulbrich, Rainer G. ;  Wenderoth, Martin )
• A03 - Hochauflösende Messungen der mechanischen Spannungen in Fasernetzwerken und Zellen (Teilprojektleiter Rehfeldt, Florian ;  Schmidt, Christoph Friedrich ;  Wardetzky, Max )
• A04 - Statistische Multiskalenanalyse für photonische Abbildung: von der Modellentwicklung zum Algorithmus (Teilprojektleiter Luke, David Russell ;  Munk, Axel )
• A05 - Nanoskalendynamik von Proteinen und deren Wechselwirkung (Teilprojektleiter Enderlein, Jörg ;  Grubmüller, Helmut )
• A06 - Statistische Rekonstruktionsverfahren für zeitabhängige Abbildungsprobleme auf der Nanoskala (Teilprojektleiter Egner, Alexander ;  Munk, Axel )
• A07 - Statistische Inferenz für Moleküle: Wie viele, wann und wo? (Teilprojektleiter Hell, Stefan W. ;  Munk, Axel )
• B01 - Abbildung der Selbstassemblierung von netzwerkbildenden Proteinen mit Hilfe von Raster-Mikro- und Nanoröntgendiffration (Teilprojektleiter Herminghaus, Stephan ;  Pfohl, Thomas )
• B02 - Kinetik und Mechanismen der Aggregation von Amyloid Proteinen (Teilprojektleiter Abel, Bernd ;  Schollmeyer, Hauke )
• B03 - Untersuchung ultraschneller Dynamik chemischer Reaktionen mit Femtosekunden-Röntgenpulsen (Teilprojektleiterin Techert, Simone )
• B04 - Strukturbestimmung von Röntgenstreuexperimenten an einzelnen Molekülen mit wenigen Photonen (Teilprojektleiter Groenhof, Gerrit ;  Grubmüller, Helmut )
• B05 - Spektromikroskopie biomolekularer Systeme aus der Umwelt (Teilprojektleiter Thieme, Jürgen )
• B07 - Dynamik der Selbst-Assemblierung von Intermediärfilamenten (Teilprojektleiterin Köster, Sarah )
• B08 - Entwicklung von Stressfasern in adulten Stammzellen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Huckemann, Stephan ;  Krivobokova, Tatyana ;  Rehfeldt, Florian )
• B10 - Struktur-Dynamik-Funktion in photoschaltbaren Proteinen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Jakobs, Stefan ;  Techert, Simone )
• B11 - Untersuchungen von Membran-Dynamiken auf Nanoskalen (Teilprojektleiter Eggeling, Christian ;  Hell, Stefan W. )
• B12 - Tensidstabilisierte Nanostrukturen in mikrofluidischen Systemen (Teilprojektleiter Baret, Jean-Christophe ;  Herminghaus, Stephan )
• C01 - Holo-Tomographie mit Röntgenstrahlung: weniger Bedingungen und höhere Dimensionen! (Teilprojektleiter Salditt, Tim )
• C02 - Inverse Streuprobleme ohne Phaseninformation (Teilprojektleiter Hohage, Thorsten ;  Luke, David Russell )
• C03 - Emulsion in Mikrofluidik-Systemen für die Röntgenoptik (Teilprojektleiter Bahr, Christian ;  Herminghaus, Stephan ;  Seemann, Ralf )
• C04 - Spektro-Mikroskopie im weichen Röntgenbereich mit einer Laborstrahlquelle (Teilprojektleiter Krebs, Hans-Ulrich ;  Mann, Klaus R. )
• C05 - Fokussierung von Röntgenstrahlung mit Nanostrukturen (Teilprojektleiter Hartmann, Alexander )
• C06 - Massenspektroskopische Abbildungen auf der Nanometerskala (Teilprojektleiter Abel, Bernd ;  Mann, Klaus R. )
• C08 - Kohärente FEL- und Hohe Harmonische-Pulse und ihre Wellenfronten (Teilprojektleiter Mann, Klaus R. ;  Ropers, Claus )
• C09 - Inverse Probleme mit Poisson-Daten (Teilprojektleiter Hohage, Thorsten )
• C10 - Kohärente Röntgenbilder von Zellen mit Nanosekunden-Röntgenpulsen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Köster, Sarah ;  Salditt, Tim )
• C11 - Fresnel-Wavelets in der kohärenten diffraktiven Bildgebung (Teilprojektleiterin Plonka-Hoch, Gerlind )
• C12 - Abbildung mit harter Röntgenstrahlung durch Multilagen-Zonenplatten (Teilprojektleiter Krebs, Hans-Ulrich ;  Osterhoff, Markus )
• INF - Dateninfrastruktur (Teilprojektleiter Osterhoff, Markus ;  Yahyapour, Ramin )
• Z01 - Zentrales Serviceprojekt (Teilprojektleiter Salditt, Tim )
• Z02 - Zentrales Serviceprojekt - Administration (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Köster, Sarah ;  Salditt, Tim )

• Antragstellende Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Beteiligte Institution: Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen; Institut für Nanophotonik Göttingen e.V. (IFNANO); Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie; (Karl-Friedrich-Bonhoeffer-Institut) (aufgelöst)
• Sprecher: Professor Dr. Tim Salditt