Prof. Beyer will innovative biologische Modellsysteme entwickeln. Ein besonderer Fokus liegt auf der Nutzung der „Optogenetik“, also der Möglichkeit, biologische Prozesse mithilfe von optischen Signalen zu steuern. Beyers Forschungsteam will damit unter anderem die sogenannten Organoid-Technologien deutlich erweitern.
Bei „Organoiden“ handelt es sich um in der Petrischale („in vitro“) gezüchtete kleine Gewebseinheiten, die wesentliche Merkmale von Organen aufweisen. Solche künstlichen Gewebe können zum Beispiel bei der Wirkstoffentwicklung eingesetzt werden und so teilweise Tiermodelle ersetzen.
Die Kombination von Synthetischer Biologie und Optogenetik mit dreidimensionalen in vitro-Geweben soll ein bisher nicht gekanntes Maß an Kontrolle über deren Design und Wachstum ermöglichen. Dazu werden unter anderem optisch aktivierbare Biomoleküle an biologische Strukturen oder auch Genabschnitte angekoppelt: Nur, wenn Licht der entsprechenden Wellenlänge eingestrahlt wird, können die Strukturen ihre Funktion ausführen bzw. es werden bestimmte Genabschnitte ausgelesen. Licht erlaubt es so, zelluläre Prozesse zu regulieren, mit hoher räumlicher und zeitlicher Präzision.
Prof. Beyer ordnet seine Forschungen in den größeren Bereich der Synthetischen Biologie ein: „Hierbei wollen Biologen in der Art von Ingenieuren neues oder angepasstes Leben mit genau definierten Eigenschaften erzeugen. Wir nutzen dazu die genaue Kenntnis von Genprodukten, wir kombinieren verschiedene Gene und konstruieren so, zunächst am Computer, neuartige biologische Systeme. Die Option, über Licht Funktionen dieser Systeme gezielt ein- und ausschalten zu können, ist dabei ein zusätzlicher, sehr hilfreicher Aspekt.“
Einen genaueren Einblick in die Forschungsarbeiten am Institut für Synthetische Biologie der HHU gibt ein Artikel im Universitätsmagazin 2/2022, das am 4. Juli erscheint.
Zur Person
Dr. Hannes Beyer, geboren 1985 in Freiburg im Breisgau, studierte Biologie in Freiburg und Uppsala (Schweden). Nach seinem Diplom im Jahr 2012 promovierte er 2016 in Freiburg in Synthetischer Biologie. Themen seiner Promotion waren die Optogenetik in tierischen Zellen und die Entwicklung lichtgesteuerter Biomaterialien.
Anschließend wechselte er für drei Jahre als Postdoc an die Universität Helsinki in Finnland für Arbeiten zum Protein-Engineering und zur Strukturbiologie an selbstspleißenden Proteinen. Seit 2020 arbeitet er an der HHU als Gruppenleiter am Institut für Synthetische Biologie (Leitung: Prof. Dr. Matias Zurbriggen). Im Jahr 2021 erhielt er ein „Freigeist-Fellowship“ der VolkswagenStiftung für sein Projekt „Light-assisted programming of synthetic organoid tissues“.
Zum 1. Juli 2022 wurde er zum Juniorprofessor am Institut für Synthetische Biologie (Institutsleitung: Prof. Dr. Matias Zurbriggen) an der HHU ernannt.