Neuer Forschungsgruppenleiter am MPI für Biochemie

Ab dem 1. Juli 2024 wird Lukas Milles Leiter der neuen Emmy-Noether-Forschungsgruppe Biomolekulares Design am Max-Planck-Institut für Biochemie.

Lukas Milles wird ab dem 1. Juli 2024 am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München und der LMU München forschen. Zusammen mit seinem Team wird die neue Emmy-Noether-Forschungsgruppe Biomolekulares Design an der Schnittstelle zwischen Design von neuartigen Proteinen mit Deep Learning Methoden und der grundlegenden Biophysik von Proteinfunktionen arbeiten.  Lukas Milles erklärt: „Ich fühle mich mit dem Wissenschaftsstandort Martinsried und München eng verbunden und freue mich auf das spannende und kollaborative wissenschaftliche Umfeld, die das Max-Planck-Institut und die Ludwig-Maximilians-Universität bieten.“

Die Forschungsgruppe Biomolekulares Design

Proteine sind die zentralen Bausteine des Lebens. Sie dienen beispielsweise in Form von Enzymen als Katalysatoren bei Stoffwechselprozessen, als Poren in biologischen Membranen oder übernehmen als Antikörper zentrale Aufgaben in unserem Immunsystem. Die Grundbausteine der Proteine sind Aminosäuren, die zu langen Molekülketten verknüpft sind. Damit Proteine bestimmte Aufgaben übernehmen können, müssen sie in eine definierte dreidimensionale Struktur gefaltet werden. Das rationale Design von komplett neuen Proteinen de novo, was lange Zeit für nahezu unmöglich galt, hat in den letzten Jahren eine Revolution durchlaufen, die Lukas Milles wesentlich mitgestaltet hat. Deep Learning basierte Methoden erlauben wesentlich komplexere und vielfältigere funktionale Proteine zu erschaffen als je zuvor – mit vielversprechendem Potential für biomedizinische Anwendungen

Lukas Milles und sein Team werden mit Hilfe künstlicher Intelligenz neuartige Proteine am Computer entwerfen, die bestimmte gewünschte Funktionen erfüllen. Im Labor werden die Proteine dann im Hochdurchsatzverfahren hergestellt und analysiert. Lukas Milles sagt: „Auf diese Weise können wir Proteine schnell von einer Idee zum Bauplan im Computer übersetzen und schließlich im Labor testen.  Insbesondere sind wir daran interessiert, im Labor „Enzymharpunen“ zu erzeugen, die bestimmte Zielstrukturen wie zum Beispiel charakteristische Oberflächenproteine von Krankheitserregern erkennen, irreversibel binden und damit inaktivieren können.

Über Lukas Milles

Lukas Milles studierte von 2007 bis 2013 Physik und Politikwissenschaft an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) in München.  2018 promovierte Lukas Milles in Physik und Biophysik an der LMU bei Hermann Gaub. Für seine Arbeit erhielt er 2019 einen Promotionspreis der Münchener Universitätsgesellschaft. Seit Ende 2019 forschte Milles als Postdoktorand am Institut für Protein Design bei David Baker an der University of Washington in Seattle. Seit Januar 2024 ist er dort Mitglied an der Fakultät für Biochemie. Seit Juli 2024 Leitet er die Emmy-Noether-Forschungsgruppe Protein Design am Max-Planck-Institut für Biochemie mit gleichzeitiger Affiliation am Genzentrum, Fakultät für Chemie und Pharmazie der LMU.

 

Wörterbuch der Forschungsgruppe Biomolekulares Design:
De-novo-Proteindesign: bezeichnet den Prozess, neuartige Aminosäuresequenzen zu entwerfen die  strukturell neuartige und funktionsfähige Protein kodieren, die nicht in der Natur zu finden sind.

Aminosäuren: sind die 20 Grundbausteine der Proteine. Sie werden zu langen Aminosäureketten verknüpft, die je nach Sequenz der bestimmten  die Struktur und damit Funktion der Proteine beeinflusst.

Deep Learning: ist ein Teilbereich des Maschinellen Lernens, bei dem künstliche neuronale Netzwerke verwendet werden um meist riesige, komplexe Datenmengen zu verarbeiten.

Epitop:  ist eine bestimmte molekulare Struktur, gegen die das Immunsystem als angepasste Immuantworte Antikörper oder T-Zell-Rezeptoren bilden kann.

Enzyme: sind  Proteine, die als Katalysatoren tätig sind. Das heißt, dass ihr mitwirken biologische Reaktionen beschleunigt.