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1. April 2022: SAXFELS-Projekt erhält RÅC-Förderung

Freitag, 01. April 2022

CSSB-Gruppenleiterin Charlotte Uetrecht (Uni Siegen, DESY und assoziiert ans HPI) sowie Erik Marklund von der Universität Uppsala und Carl Caleman von der Universität Uppsala/DESY (CFEL) erhalten vom Röntgen-Ångström Cluster (RÅC), einer schwedisch-deutschen Forschungskooperation, eine Förderung für ihr Projekt SAXFELS (Small Angle X-ray Free Electron Laser Scattering). In diesem auf vier Jahre angelegten Projekt mit einer Gesamtfinanzierung von 1,75 Mio. EUR wird eine neue Methode zur Untersuchung makromolekularer Strukturen entwickelt, indem effiziente Techniken zur Manipulation von Proben in der Gasphase mit bildgebenden Verfahren der Röntgenbeugung integriert und weiterentwickelt werden.

Um zu verstehen, wie biologische Moleküle wie beispielsweise virale Proteine funktionieren, müssen die Strukturen dieser Moleküle untersucht werden. Das SAXFELS-Projekt wird dafür die Stärken von zwei Techniken zur Strukturbestimmung kombinieren: Native Massenspektrometrie (MS) und Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS). Bei der nativen Massenspektrometrie (MS) werden makromolekulare Komplexe aus der Lösung in die Gasphase überführt und nach ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis getrennt, während SAXS ein leistungsstarkes Beugungsbildgebungsverfahren ist, das Strukturinformationen über Biomoleküle in Lösung liefert. „Wir kombinieren die komplementären Stärken von SAXS und MS und planen, SAXS in diesem SAXFELS-Projekt an einem Freie-Elektronen-Röntgenlaser (XFEL) in die Gasphase zu bringen“, erklärt Uetrecht.

SAXFELS wird das Prototyp-Transportsystem anpassen, das im Rahmen des von Charlotte Uetrecht koordinierten Horizon 2020-Projekts MS SPIDOC entwickelt wurde. Das bestehende Transportsystem, welches Teilpopulationen einer Proteinlösung zur European XFEL SPB-Beamline transportiert, wird für die Gasphasen-SAXS am Soft-X-ray Port (SXP) von Eu XFEL angepasst, einer Beamline, an der die Nutzer ihre eigenen Experimentierstationen einrichten können. Die neue Technik wird an verschiedenen Coronavirus-Proteinen getestet, darunter auch an SARS-CoV-2 nsp-Komplexen.

„Eine orientierte Gasphasen-SAXS für den XFEL wurde noch nirgendwo sonst auf der Welt entwickelt und wird die SXP-Beamline einzigartig machen“, erklärt Uetrecht. „Wir werden modernste MS-Techniken mit diffraktiven Abbildungsverfahren am XFEL zusammenführen und damit einen großen Technologiesprung für die SAXS machen.“ Sie weist auch darauf hin, dass SAXFELS eine Technik ist, die die wissenschaftliche Gemeinschaft auch an anderen Röntgenanlagen wie den PETRA III-Beamlines von DESY oder MAX IV der Universität Lund nutzen können wird.

„Von Anfang an hat das CSSB mit Hilfe von RÅC-Mitteln mit Kollegen aus Schweden zusammengearbeitet“, sagt Kay Grünewald, wissenschaftlicher Direktor des CSSB und Abteilungsleiter am HPI/CSSB. „SAXFELS ist ein spannendes neues Projekt, und ich freue mich darauf, seine Entwicklung zu beobachten.“