Původ života: Jena Researcher používá světlo pro průkopnické znalosti

Původ života: Jena Researcher používá světlo pro průkopnické znalosti

Jak vznikl život na Zemi? Věda na této základní otázce pracuje po staletí. Jedním z nejslibnějších přístupů k odpovědi na tuto otázku následuje Dr. Corinna Kufner, nově se rozvíjející výzkumník, který pracuje v Leibniz Institute for Photonic Technologies (Leibniz-IPHT) v Jeně. Jejich inovativní metoda založená na ultra -rychlé spektroskopii by mohla poskytnout nový pohled na to, jak došlo k životu a které chemické procesy hrály roli.

Zaměření Kufnerova výzkumu je stanovení chemických reakcí, ke kterým došlo v „hlavní polévce“ rané Země. Tato hlavní polévka, ve které se vytvořily první stavební bloky života, byla ve své složení extrémně složitá a daleko od sterilních podmínek laboratoře. Na rozdíl od mnoha kolegů, kteří provádějí výzkum v izolovaných prostředích, se Kufner spoléhá na použití ultrakódových záblesků k odlehčení mechanismů chemické reakce. „Molekuly, které tvoří základ života - jako je DNA, RNA, peptid a lipid - byly v té době vystaveny přímému vlivu slunečního světla, což mohlo ovlivnit rozhodující reakce,“ vysvětluje Kufner.

Propagace nadace Carl Zeiss

Abychom dále rozvíjeli ambiciózní projekt, obdržel Dr. Kufner podporu nadace Carl Zeiss, která financuje základ skupiny pro mládež na Leibniz-I-Ipht. S rozpočtem 1,5 milionu EUR sestaví interdisciplinární tým po dobu pěti let od 1. ledna 2025 a vybuduje nové výzkumné laboratoře. Pod názvem „UV Life“ chce kombinovat současné metody fyziky a chemie s novými přístupy k astronomii a geochemii. Tímto způsobem by mělo být dosaženo významného pokroku v porozumění otázkám původu života.

Před přesunem do Jeny, fyzik zkoumal šest let na Harvardské univerzitě a byl zodpovědný za vedení své vlastní laboratoře pro přechodnou absorpční spektroskopii. Vaše specializace na ultrarychlé spektroskopii vzoru čerpadla, technologie pro zkoumání extrémně rychlých molekulárních procesů, rozhodně formovala vaši perspektivu. „Chtěl jsem překonat oddělení disciplín, abych pochopil procesy, které se odehrávaly v původním chemickém prostředí,“ říká Kufner.

"Ženy ve fotonice" - iniciativa, která je věnována propagaci ženských talentů v oblasti fotoniky, hrála v jejím rozhodnutí pro Jeně klíčovou roli. V roce 2020 se zúčastnila mezinárodního workshopu, který jí dal příležitost seznámit se s institutem a technologickou infrastrukturou. Zdůrazňuje relevanci interdisciplinarity ve svém výzkumu a popisuje Leibniz-I-IPHT jako ideální prostředí k realizaci spojení mezi fotonikou, chemií a věd o životě.

Důležitost Kufnerova výzkumu by se mohla rozšířit daleko za Země. Znalosti, které vyhrála, by mohly být dokonce užitečné pro astrobiologický výzkum. „Jsme schopni vytvořit pozorovatelné pro budoucí kosmické mise, které hledají živé organismy na jiných planetách,“ vysvětluje Kufner. To vyvolává otázku, zda se formy života v jiných částech vesmíru mohly vyvstávat podobně jako Země.

Kufnerova vědecká kariéra začala v Mnichově, kde získala doktorát pod dohledem profesora Wolfgang Zinth. Ve svých studiích o fotochemii DNA-oligonukleotidů provedla fascinující objev: Některé sekvence DNA byly schopny opravit poškození související s UV způsobem, který byl dříve vyhrazen pro enzymy. Tento rozhodující pokrok vzbudil její zájem o prebiotika a chemické procesy, které vedly k rozvoji života. Přitom si uvědomila, že tyto mechanismy světla by mohly být pro časné formy genetického materiálu zásadní.

Zkoumání původu života a uplatňování těchto zjištění na moderní aplikace, například v lékařské technologii nebo v případě udržitelné výroby energie, také oceňuje prof. Jürgen Popp, vědecký ředitel Leibniz-I-IPHT. „Výzkum Dr. Kufnera je cenným doplňkem našich činností v této oblasti,“ řekl Popp. "Jsme potěšeni, že v našem týmu máme takového talentovaného vědce." Váš interdisciplinární přístup bude mít daleko -narušující důsledky nejen pro pochopení života na Zemi, ale také v souvislosti s vesmírnou vědou.

Leibniz Institute pro fotonické technologie využívající postupy založené na světle, cíl rozvoje inovativních technologií pro různé oblasti aplikace, včetně klinické diagnostiky, lékárny a výzkumu alternativních zdrojů energie. Kufnerovy výzkumné přístupy by mohly mít zásadní význam porazit most mezi teoretickými koncepty a praktickými aplikacemi ve vědě.