Die ORIGINS PhD Awards werden einmal im Jahr für herausragende Doktorarbeiten in den Bereichen Astrophysik, Kern- und Teilchenphysik sowie der Biophysik verliehen. Das Auswahlkomitee, unsere Cluster Emeriti, stand vor der schwierigen Aufgabe, aus sieben exzellenten Dissertationen zwei zu bestimmen, deren wissenschaftliche Qualität und Reichweite in der Erforschung des Ursprungs von Leben im Universum besonders herausragten. Die beiden Promotionspreise sind mit je 2.000 Euro dotiert und ließen sich durch eine Spende von NanoTemper GmbH ermöglichen.
Bibliothek des synthetischen Lebens
Die Dissertation „Chemically Fueled Dynamic Combinatorial Libraries Towards Synthetic Life“ von Dr. Christine Kriebisch befasst sich mit kombinatorischen Substanzbibliotheken, in denen sich die Moleküle ständig neu zusammensetzen, zerfallen und in unterschiedlichen Kombinationen auftreten. Bislang mussten innerhalb dieser Bibliotheken jeweils Gleichgewichtsreaktionen stattfinden, wobei Moleküle sich in kurzen Zeiträumen bilden und wieder zerfallen. Christine Kriebisch ist es gelungen das Konzept des chemischen Antriebs für Substanzbibliotheken einzuführen, so dass durch die Umwandlung von chemischem Brennstoff Reaktionen weit außerhalb des Gleichgewichts stattfinden können. Damit lassen sich nun Prozesse nachahmen, die für die Entstehung des Lebens entscheidend gewesen sein könnten. Christine Kriebisch konnte zeigen, dass solche chemischen Bibliotheken tatsächlich Eigenschaften entwickeln, die an biologische Selektion erinnern. In einem weiteren Schritt kombinierte sie diese Systeme mit RNA-ähnlichen Strängen und konnte zeigen, dass sich diese schnell mit freien Nukleobasen zu stabilen Doppelsträngen verbinden. „Die Arbeit enthält bahnbrechende wissenschaftliche Beiträge, hat einen starken Einfluss auf das Gebiet der Systemchemie und wird neue Wege für die Synthese künstlichen Lebens im Labor eröffnen.“ betonte das Auswahlkomitee.
Geothermie trifft präbiotische Chemie
In der Dissertation „Geothermic Microfluidic Systems Foster Prebiotic Chemistry“ von Dr. Thomas Matreux dreht sich alles um die Frage, wie komplexe, präiotische chemische Prozesse unter den rauen Bedingungen der frühen Erde sich entwickeln und gedeihen konnten. Diese umfasst drei interdisziplinäre Rätsel der Nichtgleichgewichtsphysik, der Geowissenschaften und der präbiotischen Chemie: Wie kann die mehrstufige präbiotische Chemie fokussiert bleiben? Woher stammt der Phosphor, der für die präbiotische Chemie benötigt wird? Und welche Lebensräume haben die optimalen Bedingungen für RNA und präbiotische Chemie? Thomas Matreux fand durch theoretische Studien und Laborexperimente, dass Wärmeflüsse der Schlüssel zu diesen Fragen sind: Wärmeflüsse, wie sie in der Natur beispielsweise in Gesteinsrissen auftreten, können Substanzen transportieren, so dass sie sich akkumulieren und präbiotische Bausteine mit neuen Elementen anreichern. Das Auswahlkomitee war sich einig: „Die Synthese von Experiment und Theorie, die Chemie, Geowissenschaften und Physik zu einer ganzheitlichen Betrachtung des Ursprungs des Lebens integriert, ist weltweit einzigartig auf diesem Gebiet und wird beispielhaft dafür sein, wie die Forschung zum Ursprung des Lebens betrieben werden sollte.“
