Ultraschnelle Spektroskopie enthüllt Geheimnisse des Lebensursprungs

JENA / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Erforschung des Ursprungs des Lebens hat eine neue Dimension erreicht, indem Wissenschaftler die Rolle von UV-Licht in der frühen Erdgeschichte untersuchen.

Die Ursprünge des Lebens auf der Erde sind eines der faszinierendsten Rätsel der Wissenschaft. Dr. Corinna Kufner, eine herausragende Forscherin am Leibniz-Institut für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) in Jena, verfolgt einen innovativen Ansatz, um dieses Mysterium zu ergründen. Mit Hilfe der ultraschnellen Spektroskopie untersucht sie die chemischen Reaktionen, die durch UV-Licht in der sogenannten Ursuppe der frühen Erde ausgelöst wurden.

Im Gegensatz zu traditionellen Laborstudien, die oft unter kontrollierten Bedingungen stattfinden, setzt Kufner auf die Simulation der chaotischen und unvorhersehbaren Umwelt der frühen Erde. Ihre Forschung konzentriert sich auf die Rolle von Molekülen wie RNA, DNA, Peptiden und Lipiden, die dem Sonnenlicht ausgesetzt waren und möglicherweise entscheidende Reaktionspfade durchliefen, die in dunklen Laboren nicht nachvollziehbar sind.

Die Unterstützung der Carl-Zeiss-Stiftung in Höhe von 1,5 Millionen Euro ermöglicht es Kufner, ein interdisziplinäres Team aufzubauen, das sich mit der Entschlüsselung dieser Prozesse befasst. Ihr Projekt „UV LiFE“ vereint Ansätze aus Physik, Chemie, Astronomie, Geochemie und Machine Learning, um neue Erkenntnisse über die photochemischen Mechanismen zu gewinnen, die zur Entstehung des Lebens beigetragen haben könnten.

Bevor Kufner nach Jena kam, leitete sie ein Labor für transiente Absorptionsspektroskopie an der Harvard University. Diese Technik ermöglicht es, extrem kurze molekulare Prozesse sichtbar zu machen und bietet somit einen einzigartigen Einblick in die Dynamik der frühen Erde. Ihre Arbeit in Harvard legte den Grundstein für ihre jetzige Forschung, indem sie die Bedeutung von UV-Licht für die Reparatur von DNA-Schäden ohne Enzyme entdeckte.

Die Entscheidung, ans Leibniz-IPHT zu wechseln, wurde durch den internationalen Karriere-Workshop „Women in Photonics“ beeinflusst, der Nachwuchsforscherinnen mit Expertinnen aus Wissenschaft und Industrie vernetzt. Kufner sieht in Jena ideale Bedingungen für ihre Forschung, da das Institut die notwendigen Disziplinen vereint und eine exzellente Infrastruktur bietet.

Die potenziellen Anwendungen ihrer Forschung sind vielfältig und reichen von der photodynamischen Krebstherapie über die UV-Sterilisation bis hin zur Entwicklung von Photokatalysatoren für nachhaltige Energieerzeugung. Kufners Arbeit könnte nicht nur das Verständnis der Ursprünge des Lebens auf der Erde revolutionieren, sondern auch Hinweise darauf geben, wie Leben auf anderen Planeten entstehen könnte.

Mit ihrem Projekt „UV LiFE“ möchte Kufner auch Observable für Raumfahrtmissionen generieren, die nach Leben auf anderen Planeten suchen. Ihre Forschung an der Schnittstelle zwischen „Origins of Life“ und Photonik eröffnet neue Perspektiven und könnte entscheidende Antworten auf die Frage liefern, wie Leben im Universum entsteht.