Gesundheit: Moleküle auf Biegen und Brechen

Grüne und blaue Röhren schwirren aus dem Dunkel. Sie drehen, biegen und verknüpfen sich. Nun sind sie zu zitternden Bündeln geworden, aus denen sich einzelne Elemente speerartig lösen. Plötzlich rast eines auf den Zuschauer zu, dieser weicht instinktiv zurück. Dabei ist Angst unbegründet, alles ist nur Illusion, die jedoch einen wissenschaftlichen Zweck hat. Mathematiker Christof Schulte führt im Hörsaal des Konrad-Zuse-Instituts (ZIB) vor, wie flexibel Biomoleküle gebaut sind.

Die Demonstration soll nicht nur über exzellente Berliner Forschung aufklären, sie hat auch den profanen Zweck Rick Rashid zu beeindrucken. Denn der Vizechef der Forschungsabteilung bei Microsoft besucht einige Zentren, mit denen der Softwaregigant kooperiert. Nach Brüssel und Trient ist jetzt Berlin dran. Sonst stehe keine wissenschaftliche Einrichtung in Deutschland auf dem Programm, sagt Andrew Herbert, Manager des Microsoft-Forschungszentrums im englischen Cambridge. Die Kooperation werde weitergehen, von der Präsentation am ZIB sei er sehr beeindruckt. Ob das finanzielle Engagement von Microsoft in Berlin ausgeweitet werde, will er aber nicht sagen.

Darauf ist man am ZIB auch nicht angewiesen, ist man doch auch bei anderen Forschungsinitiativen aktiv, beispielsweise bei „Matheon“, einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt, an dem zudem die drei Berliner Universitäten beteiligt sind. Es geht um „Mathematik für Schlüsseltechnologien“ und so ist auch FU-Hochschullehrer Schütte dabei. Mit seinen Simulationen macht er deutlich, dass für die Wirkung von Biomolekülen nicht nur einzelne Atome, sondern in oft größerem Maße die Stärke und Biegsamkeit der Bindungen verantwortlich sind.

Wie unverzichtbar die Computer-Technologie mittlerweile speziell in der Chirurgie geworden ist, demonstriert ZIB-Informatiker Hans-Christian Hege mit faszinierenden, dreidimensionalen Modellen des menschlichen Körpers. Operationen in der Kiefer- und Gesichtschirurgie lassen sich damit minutiös im voraus planen.

„Unseren Simulationen liegen exakte physikalische und physiologische Gesetzmäßigkeiten zu Grunde“, sagt Hege. So können etwa die realen Belastungen auf das Kniegelenk berechnet werden. Auch für Hyperthermie-Behandlungen sind die ZIB-Algorithmen nützlich, um die Überhitzung mittels Mikrowellen exakt auf den Tumor zu lenken und gesundes Gewebe zu schonen.

Weitere Anwendungen liegen im Flugzeugbau, da sich die Strömungsverhältnisse etwa um die Flügel präzise simulieren lassen.

Paul Janositz