HARBOR

Mit dem „Hamburg Advanced Research Centre for Bioorganic Chemistry“, kurz HARBOR, ist ein neuer Forschungsbau auf dem Campus Bahrenfeld entstanden, der direkt aus der Forschung im Hamburg Centre for Ultrafast Imaging hervorgegangen ist und die derzeit noch bestehende Lücke zwischen der exzellenten Physik und der exzellenten Life Science schließen wird.

Bereits im Juni 2016 war die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz von Bund und Ländern (GWK) der Empfehlung des Wissenschaftsrates (WR) gefolgt und hatte das Vorhaben in die Förderphase 2017 aufgenommen. 33 Millionen Euro stellen der Bund und die Freie und Hansestadt Hamburg für den CUI-Bau mit Ersteinrichtung und Großgeräten zur Verfügung. „Wir haben jetzt die Chance, ein weltweit führendes Zentrum für die Erforschung des zeitlichen Verhaltens molekularbiologischer Systeme aufzubauen“, sagt Professorin Arwen Pearson, Expertin für zeitaufgelöste Strukturbiologie und Projektleiterin. Mit HARBOR wird ein interdisziplinäres Zentrum für Nanophysik, Chemie und Strukturbiologie auf dem Campus Bahrenfeld entstehen.

Hochmoderne Einrichtungen und Expertise

Ziel ist es, auf dem Campus Bahrenfeld hochmoderne Einrichtungen und notwendige Expertise in bio(an) organischer Chemie, Photochemie, physikalischer Biochemie und rechnergestützter Modellierung und Simulation zu schaffen. Dabei werden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Methoden zur gezielten Auslösung und Kontrolle von Prozessen in Einzelmolekülen mit Licht entwickeln, um diese Prozesse sichtbar zu machen und zu untersuchen.

Zur Erklärung: Um ein klares Bild zu erzeugen, müssen die Reaktionen in zeitaufgelösten Experimenten so ausgelöst werden, dass alle Proben-Moleküle zeitgleich dasselbe tun. Dies ist bei schnellen Experimenten im Bereich unter einer Millisekunde nur mit Licht zu erreichen. Allerdings reagieren nur sehr wenige biologische Makromoleküle von Natur aus auf Licht. Pearson: „Das ist ein sehr kompliziertes Zusammenspiel. Viele zeitaufgelöste Experimente an molekularbiologischen Systemen waren bislang kaum durchzuführen.“ An dieser Stelle wird HARBOR ansetzen und die entsprechenden photochemischen „Werkzeuge“ entwickeln. Zusätzlich zu den dafür benötigten hochmodernen Einrichtungen wird HARBOR auch Raum für neue Forschungsgruppen schaffen.

Das neue Gebäude bietet auf knapp 3000 Quadratmetern Platz für etwa 130 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Rund 120 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden in sieben Arbeitsgruppen in den Abteilungen Spektroskopie und Imaging, Strukturmolekularbiologie, Synthesechemie und Theorie forschen. Dabei werden folgende Schwerpunkte gesetzt:

Für die zeitaufgelöste Untersuchung biomolekularer Systeme werden universell einsetzbare Auslöser benötigt, die biologische Prozesse zu einem definierten Zeitpunkt gezielt anstoßen. Ein Ziel der Forschung ist es daher, allgemein verwendbare Photocage-Verbindungen zu entwickeln und anzuwenden.
Die Darstellung biomolekularer Prozesse auf der atomaren Skala wird eine der größten Herausforderungen numerischer Simulationen in den nächsten Dekaden darstellen. Verschiedene Forschergruppen werden sich daher mit der Entwicklung numerischer Werkzeuge befassen, um die molekulare Dynamik in biologischen Systemen in Experimenten und in Computersimulationen erforschen zu können.
Mit Hilfe der entwickelten Methoden sollen zwei Hauptfragen der Biochemie untersucht werden, und zwar durch welche Mechanismen Membranproteine Signale spezifisch weiterleiten und welche Rolle die Proteindynamik bei der Regulierung von Enzymfunktionen spielt.

HARBOR wird eng mit den Forschungseinrichtungen vor Ort sowie den nationalen und internationalen Nutzern der Anlagen kollaborieren.

Weitere Informationen:

Die Büros und Besprechungsräume der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verteilen sich auf drei Geschosse, im Erdgeschoss und im ersten Stock werden 1300 Quadratmeter Laborflächen eingerichtet.

Folgende Großgeräte gehören zur Ausstattung: ein Superauflösendes Mikroskop (SIM/STED), ein Röntgendiffraktometersystem, ein NMR, ein Massenspektrometer, ein Rechencluster für Computersimulationen sowie ein faserbasiertes Lasersystem.

Das Gebäude wurde von der Sprinkenhof GmbH nach Plänen der Architekten Nickl & Partner direkt neben dem Center for Hybrid Nanostructures (CHYN) errichtet. Es wurde Mitte 2020 übergeben.