Das Projekt entwickelt ein Machine‑Learning‑Framework zur genauen Vorhersage angeregter Zustände von Rhodopsinen. Dafür wird ein Datensatz aus quantenchemischen Berechnungen an Retinal‑Derivaten in proteinähnlichen Umgebungen erstellt und zum Modelltraining verwendet. Durch wiederholte Synthese und spektroskopische Analyse gezielt entworfener Rhodopsin‑Varianten werden die Modelle geprüft und verbessert. Ziel ist eine datengetriebene Plattform für das rationale Design lichtempfindlicher Proteine und die beschleunigte Entwicklung neuer Photorezeptoren.

Moderne photonische Systeme benötigen eine präzise Temperaturkontrolle, um Stabilität und Leistungsfähigkeit sicherzustellen. Dieses interdisziplinäre Projekt entwickelt ein neuartiges elastokalorisches Mikro-Kühlsystem, das mehr als eine Million Betriebszyklen erreichen soll. Durch die Kombination von Materialforschung an Formgedächtnislegierungen, innovativem Gerätedesign und Integration in photonische Systeme entsteht eine energieeffiziente Festkörper-Kühltechnologie. Die Zusammenarbeit von KIT, ETH Zürich und Fraunhofer IWM adressiert zentrale Herausforderungen hinsichtlich Lebensdauer und Zuverlässigkeit zukünftiger Mikro-Kühllösungen für photonische und neuromorphe Technologien.

Das Projekt entwickelt kovalent verknüpfte Porphyrin Spin Ketten auf ultradünnen Isolatoren, um Designer Quanten Modellsysteme zu realisieren. Mit Low‑Energy‑Electrospray‑Ion‑Beam‑Deposition (LEIBD) werden massenselektierte Metall‑Tetraphenyl‑Porphyrin‑Fragmente gezielt auf MgO/Ag(100) bzw. NaCl/Au(111) abgeschieden und zu kurzen 1‑D‑Ketten (2–6 Einheiten) verbunden. Durch ESR‑STM und gepulste ESR‑Techniken (Rabi, Ramsey, Echo) werden g‑Faktor, Austausch‑ und Dipol‑Kopplungen bestimmt und die Spins kohärent gesteuert, wodurch eine vielseitige Plattform für molekulare Quantensimulatoren entsteht.

PRECISE CRC entwickelt ein embedding‑basiertes System, das Lebensstil‑ und Versorgungsdaten aus Biobanken mit einem kontextspezifischen Large Language Model (LLM) kombiniert. Die Daten werden in latente Vektoren umgewandelt und anschließend mittels fortschrittlicher kausaler Verfahren wahre Risikofaktoren für das Kolorektalkarzinom identifiziert.

Das Projekt untersucht die neuronalen Mechanismen, die der Wiederherstellung des Sehvermögens durch visuell-perzeptuelles Lernen bei Patienten mit angeborener Blindheit zugrunde liegen. Unter der Leitung von Dr. Sebastian Frank (Universität Regensburg), Prof. Brigitte Röder (Universität Hamburg) und Prof. Dr. med. Dr. h.c. mult. Eberhart Zrenner (Universität Tübingen) und in Kooperation mit dem LV Prasad Eye Institute in Indien werden mittels MRS und EEG Veränderungen im Verhältnis von Erregung und Hemmung untersucht. Ziel ist es, die Grundlagen der visuellen Plastizität besser zu verstehen und die Rehabilitation bei Sehstörungen zu verbessern.

Dieses Projekt unter der Leitung von Juniorprof. Dr. Anna Stöckl und Prof. Dr. Axel Meyer (Universität Konstanz) untersucht, wie sich Motten an künstliches Licht in der Nacht anpassen. Durch die Kombination von Genomik, Neuroanatomie und Verhaltensforschung will das Team die Mechanismen der sensorischen Plastizität während der Metamorphose aufdecken. Mit Hilfe von Transkriptomik, Epigenetik und Verhaltensanalysen wird untersucht, wie sich die Lichtexposition während der Raupenphase auf die erwachsenen Motten auswirkt. Die Ergebnisse werden wertvolle Einblicke in die Anpassungsfähigkeit von Tieren an vom Menschen verursachte Umweltveränderungen liefern und zukünftige ökologische und evolutionäre Studien prägen.

Das Projekt unter der Leitung von Prof. Dr. Dr. h.c. Ralf Bartenschlager (Universität Heidelberg) und Prof. Dr. Tessa Quax (Universität Groningen) untersucht, ob Archaeenviren spezialisierte Replikationskompartimente bilden - eine Strategie, die bereits bei bakteriellen und eukaryotischen Viren nachgewiesen wurde. Durch die Kombination von Strukturbiologie, Zellbiologie, Medizin und Chemie sollen universelle Mechanismen der viralen Replikation identifiziert werden. Mittels fortgeschrittener bildgebender Verfahren, genetischer Markierung und Lipidanalyse soll die virale Replikation in Archaeen untersucht und mit anderen Organismen verglichen werden. Die Ergebnisse sollen neue Einblicke in die Evolution von Viren liefern und mögliche Ansätze für antivirale Therapien aufzeigen. Darüber hinaus werden Nachwuchswissenschaftler*innen in interdisziplinärer Virologie ausgebildet.

Ziel des Projekts unter der Leitung von Hector RCD-Preisträgerin Agnieszka Nowak-Król (Universität Würzburg) und Hector Fellow A. Stephen K. Hashmi (Universität Heidelberg) ist die Entwicklung genau definierter helikaler chiraler Gold(III)-Komplexe - die ersten Beispiele für helikale chirale Goldkomplexe mit Goldatomen, die sich entweder am äußeren oder inneren Rand eines helikalen Systems befinden. Das katalytische Potential dieser neuartigen Komplexe und ihre praktische Anwendbarkeit sollen in der enantioselektiven Synthese von kleinen organischen Molekülen und biologisch oder pharmazeutisch relevanten Zielstrukturen, d.h. Naturstoffen und pharmazeutisch aktiven Verbindungen, demonstriert werden.

In diesem Projekt arbeiten die Hector Fellows Jürg Leuthold und Eberhart Zrenner zusammen mit dem HFA Postdoc Dr. Wadood Haq (Eberhard Karls Universität, Tübingen) und den Nachwuchswissenschaftler*innen Shadi Nashashibi (ETH Zürich) und Marina Homs (ETH Zürich) an der nächsten Generation von Netzhautimplantaten. Die Kombination von hochempfindlichen Photodetektoren, hoch-aufgelösten Mikroelektroden-Arrays und einem neuen Stimulationsparadigma wird eine bisher unerreichte räumliche und zeitliche Auflösung durch elektrische Netzhautimplantate ermöglichen.