Die Zukunft mitgestalten
Promo­ti­ons­pro­jekte

Promo­ti­ons­pro­jekte

Die Hector Fellow Academy fördert jährlich mehrere Promo­ti­ons­stel­len für vielver­spre­chende Nachwuchswissenschaftler*innen aus aller Welt. Unter Betreu­ung eines Hector Fellows arbei­ten sie über einen Zeitraum von drei Jahren an ihren innova­ti­ven Dokto­ran­den­pro­jek­ten. Neben der Finan­zie­rung ihrer Stellen erhal­ten sie von der Academy zusätz­li­che Forschungs­mit­tel und nehmen an Weiter­bil­dungs­ver­an­stal­tun­gen teil.

Promotionsprojekte
   

Aktuelle Projekte

Zurzeit werden folgende Promo­ti­ons­pro­jekte gefördert

System­bio­lo­gi­scher Ansatz zur Aufklä­rung der bakte­ri­el­len Wieder­be­le­bung nach Antibiotika-Behandlung

Ogunleye Adewale – Hector RCD Awardee Ana Rita Brochado

Die Fähig­keit nicht-resis­ten­ter bakte­ri­el­ler Erreger, Antibio­tika während einer Infek­tion zu überle­ben (Toleranz) trägt nicht nur zum weltwei­ten Anstieg der Antibio­ti­ka­re­sis­tenz, sondern auch zum chroni­schen Rückfall von Infek­tio­nen bei. In diesem Projekt möchte ich verste­hen, was nach einer Antibio­tika-Behand­lung zur bakte­ri­el­len Wieder­be­le­bung beiträgt und welche biolo­gi­schen Wege zugrunde liegen. Die Ergeb­nisse dieses Projekts werden zu besser infor­mier­ten Entschei­dun­gen über die Auswahl von Antibio­tika zur Behand­lung von Infek­tio­nen und zur Vorbeu­gung von Rückfäl­len beitragen.

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Systembiologischer Ansatz zur Aufklärung der bakteriellen Wiederbelebung nach Antibiotika-Behandlung© Ogunleye Adewale

Strate­gien zum Entkom­men vor viralen Infek­tio­nen in Archaeen

Zaloa Aguirre – Hector RCD Awardee Tessa Quax

Viren sind die an den häufigs­ten vorkom­men­den biolo­gi­schen Einhei­ten auf der Erde. Obwohl sie Mitglie­der der drei Lebens­be­rei­che infizie­ren, ist nur wenig über den Infek­ti­ons­me­cha­nis­mus von Archaeen Viren bekannt. Ziel dieser Forschung ist es, Einbli­cke in die Wechsel­wir­kun­gen zwischen halophi­ler archaea­ler Zellen und ihren Viren zu gewin­nen mittels der Kombi­na­tion mikro­sko­pi­scher, moleku­lar­bio­lo­gi­schen und virolo­gi­schen Techniken.

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Strategien zum Entkommen vor viralen Infektionen in Archaeen© Zaloa Aguirre

Mecha­ni­sche Manipu­la­tion moleku­la­rer Spins in CNT Resonatoren

Tim Althuon – Hector Fellow Wolfgang Wernsdorfer

Carbon-Nanotube (CNT) Resona­to­ren werden designt und herge­stellt, um deren Eigen­schaf­ten als Sensor zu nutzen. Wir werden einen Einzel­mo­le­kül­ma­gne­ten (SMM) auf einem CNT-Resona­tor aufbrin­gen, um dessen Spinzu­stände über die mecha­ni­schen Oszil­la­tio­nen im CNT zu verän­dern. Mit diesem nanome­cha­ni­schen Ansatz lassen sich Einzel­mo­le­kül­ma­gnete unter­su­chen mit der Möglich­keit, diese in zukünf­ti­gen Quanten­tech­no­lo­gien einzusetzen.

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Mechanische Manipulation molekularer Spins in CNT Resonatoren© Tim Althuon

Zeitli­che und räumli­che mikro­bielle Dynami­ken im Arkti­schen Ozean

Magda Cardozo-Miño – Hector Fellow Antje Boetius

Das Projekt unter­sucht Zusam­men­set­zung und Funktion mikro­biel­ler Gemein­schaf­ten in der Fram-Straße, der Haupt­ver­bin­dung zwischen Arkti­schem und Atlan­ti­schen Ozean, und inwie­weit diese mit Umwelt­be­din­gun­gen zusam­men­hän­gen. Eine Kombi­na­tion moleku­la­rer Ansätze wird die Funkti­ons­ka­pa­zi­tät mikro­biel­ler Gemein­schaf­ten sowie deren zeitli­che Varia­tion in einer Region beleuch­ten, welche durch den Klima­wan­del beson­ders gefähr­det ist. Das Projekt wird von Hector Fellow Antje Boetius betreut.

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Zeitliche und räumliche mikrobielle Dynamiken im Arktischen Ozean© Dr. Eduard Fadeev AWI

Sicher­heit und Anony­mi­tät in Quantennetzen

Ziad Chaoui – Hector RCD Awardee Anna Pappa

Dank moder­ner Techno­lo­gie ist es heutzu­tage möglich, Geräte zu bauen, die quanten­me­cha­ni­sche Objekte aktiv manipu­lie­ren. Die Verwen­dung von Quanten­ob­jek­ten als Infor­ma­ti­ons­trä­ger hat viele wichtige Auswir­kun­gen auf die zukünf­tige Kommu­ni­ka­tion, da Quanten­in­for­ma­tio­nen genutzt werden können, um perfekte Sicher­heit zu errei­chen und die Effizi­enz von Kommu­ni­ka­ti­ons­net­zen zu steigern. Dieses Forschungs­pro­jekt konzen­triert sich auf die Entwick­lung siche­rer und anony­mer Quanten­kom­mu­ni­ka­ti­ons­pro­to­kolle, um ein zukünf­ti­ges Quanten­in­ter­net zu entwickeln.

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Sicherheit und Anonymität in Quantennetzen© Ziad Chaoui

Machine Learning Metho­den für die Analyse von Gravitationswellen

Maximi­lian Dax – Hector Fellow Bernhard Schölkopf

Der Nachweis von Gravi­ta­ti­ons­wel­len (GW) hat ein neues Fenster zum Univer­sum geöff­net, durch das wir die Physik der Verschmel­zung von Schwar­zen Löchern und Neutro­nen­ster­nen studie­ren können. Durch die Analyse von GW können wir auf Eigen­schaf­ten der entspre­chen­den astro­phy­si­ka­li­schen Systeme schlie­ßen. Die derzei­ti­gen Analy­se­me­tho­den sind jedoch rechne­risch zu teuer, um mit der wachsen­den Daten­menge umgehen zu können. Meine Forschung befasst sich daher mit der Entwick­lung effizi­en­ter Metho­den des maschi­nel­len Lernens für die GW-Analyse.

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Machine Learning Methoden für die Analyse von Gravitationswellen© Stephen R. Green

Landsen­kung und Grund­was­ser­ver­sal­zung im Mekong Delta

Felix Dörr – Hector Fellow Franz Nestmann

Landsen­kung und Grund­was­ser­ver­sal­zung sind existenz­be­dro­hende Umwelt­ver­än­de­run­gen im Mekong Delta (MD). Ihr Ursprung und die Prozess­dy­na­mik sind noch nicht vollstän­dig geklärt. Durch innova­tive Messtech­nik, Feld- und Labor­ver­su­che sowie numeri­sche Model­lie­rung wird ein umfas­sen­des Prozess­ver­ständ­nis erarbei­tet und die Wirksam­keit mögli­cher Gegen­maß­nah­men unter­sucht. Die gewon­nen Erkennt­nisse sind Grund­lage für nachhal­tige Wasser­res­sour­cen­nut­zun­gen im MD und anderen Delta­ge­bie­ten weltweit.

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Landsenkung und Grundwasserversalzung im Mekong Delta© Felix Dörr

Mitochon­dria­les Mutati­ons­pro­fil in humanen T‑Zellen

Yu-Hsin Hsieh – Hector RCD Awardee Leif Ludwig

Die Diffe­ren­zie­rung und Funktion von T‑Zellen wird durch zahlrei­che zellu­läre Prozesse wie beispiels­weise den Zellstoff­wech­sel streng reguliert, wobei dieser durch Mutatio­nen in der mitochon­dria­len DNA (mtDNA) erheb­lich beein­träch­tigt werden kann. Die genauen Auswir­kun­gen der mtDNA-Mutati­ons­last auf die Diffe­ren­zie­rung und funktio­nelle Hetero­ge­ni­tät von T‑Zellen bleiben jedoch weitest­ge­hend unver­stan­den. Ziel dieses Projekts ist es, mtDNA Mutati­ons­pro­file und deren Konse­quen­zen in humanen T‑Zellen mit Hilfe von single-cell multi-omics Techno­lo­gien zu charakterisieren.

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Mitochondriales Mutationsprofil in humanen T-Zellen© Yu-Hsin Hsieh

High-through­­put Virus Disco­very in Next Genera­tion Sequen­cing Data

Franziska Kling­ler – Hector Fellow Ralf Bartenschlager

Anell­o­vi­ren sind eine weitver­brei­tete Virus­fa­mi­lie, welche Menschen und Wirbel­tiere infizie­ren. Ihre Rolle in der Entste­hung von Krank­hei­ten ist noch unklar. Wir nehmen an, dass während lebens­lan­ger, andau­ern­der Infek­tion ein Ungleich­ge­wicht in der viralen Popula­tion die Entwick­lung und das Voran­schrei­ten von Krank­hei­ten begüns­ti­gen kann. Unser Ziel ist eine umfas­sende Beschrei­bung des viralen Spektrums in gesun­den und erkrank­ten Geweben mittels highthrough­put Scree­ning von Sequen­zier­da­ten und die damit verbun­dene Identi­fi­zie­rung von Virus­ar­ten mit hohem patho­ge­nem Potential.

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High-throughput Virus Discovery in Next Generation Sequencing Data© Franziska Klingler

Quanten­si­mu­la­tion von starker Licht-Materie-Wechselwirkung

Valen­tin Klüsener – Hector Fellow Immanuel Bloch

Die Absorp­tion und Emission von Strah­lung durch Quanten­emit­ter stellt das zentrale Paradigma der Quanten­op­tik dar. Wenn eine starke Kopplung zwischen einem Emitter und seiner Umgebung herrscht, können faszi­nie­rende Strah­lungs­ef­fekte reali­siert werden, wie eine gerich­tete Emission oder modifi­zierte Zerfalls­ra­ten. In diesem Projekt sollen derar­tige Effekte in einem System ultra­ka­l­ter Atome in optischen Gittern unter­sucht werden, die Materie­wel­len anstelle von optischer Strah­lung emittieren.

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Quantensimulation von starker Licht-Materie-Wechselwirkung© Valen­tin Klüsener

Enthül­lung der Geschichte der Galaxie anhand von pulsa­ti­ons­ver­än­der­li­chen Sternen

Gustavo Medina Toledo – Hector Fellow Eva Grebel

Dieses Projekt unter­sucht die Möglich­keit der Nutzung von jungen und alten pulsa­ti­ons­ver­än­der­li­chen Sternen zum Zweck unser derzei­ti­ges Verständ­nis der Milch­straße zu verbes­sern. Letzte­res wird ermög­licht aufgrund neuar­ti­ger Unter­su­chun­gen der Kinema­tik, des Alters und der chemi­schen Zusam­men­set­zung von Cephei­den und RR-Lyrae-Sternen, die – trotz ihrer arche­ty­pi­schen Zuord­nung zu unter­schied­li­chen Stern­po­pu­la­tio­nen – eine Schlüs­sel­rolle einneh­men in der Analyse der kürli­chen Stern­ent­ste­hung und Bildungs­ge­schichte der Galaxis.

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Enthüllung der Geschichte der Galaxie anhand von pulsationsveränderlichen Sternen© Gustavo Medina Toledo

Haupt­­grup­­pen­e­le­­ment-Helicene zur Anwen­dung in der organi­schen Elektro­nik und der Katalyse

Jan Niedens – Hector RCD Awardee Agnieszka Nowak-Król

Dieses Projekt konzen­triert sich auf die Synthese neuer helikal-chira­ler Verbin­dun­gen, die Diarylborol‑, Arsol‑, und Stibo­lein­hei­ten enthal­ten. Ziel des Forschungs­vor­ha­bens ist es, Materia­lien mit verbes­ser­ten optischen und elektro­ni­schen Eigen­schaf­ten zu erhal­ten, indem helikale Chromo­phore über Bor als Spiro­atom verbun­den werden. Weiter­hin könnten arsen- oder antimon­hal­tige Helicene als Ligan­den in der aysmme­tri­schen Katalyse Verwen­dung finden, da sie im Vergleich zu den verbrei­te­ten Phospha­nen eine höhere Stabi­li­tät gegen­über Oxida­tion aufweisen.

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Hauptgruppenelement-Helicene zur Anwendung in der organischen Elektronik und der Katalyse© Jan Niedens

Defining novel resili­ence pathways in rare monoge­nic disorders

Daniel Peters­heim – Hector Fellow Chris­toph Klein

Seltene Erkran­kun­gen betref­fen alleine in der EU schät­zungs­weise 30 Millio­nen Menschen, darun­ter auch zahlrei­che Kinder. Vielen dieser insge­samt etwa 6.000 bis 8.000 Erkran­kun­gen liegt eine Fehlfunk­tion eines einzel­nen Gens zugrunde. Im Rahmen dieses Projekts unter Super­vi­sion von Prof. Dr. Chris­toph Klein möchten wir mit Hilfe moder­ner Scree­ning-Verfah­ren geneti­sche Wechsel­wir­kun­gen identi­fi­zie­ren, die den Effek­ten krank­heits­aus­lö­sen­der Mutatio­nen entge­gen­wir­ken und so den Weg hin zur Entwick­lung zielge­rich­te­ter Thera­pien ebnen.

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Defining novel resilience pathways in rare monogenic disorders© Daniel Petersheim

Helicity Preser­ving Cavity for Circu­lar Dichro­ism Enhancement

Philip Scott – Hector Fellow Martin Wegener

Die meisten moder­nen Medika­mente basie­ren auf der Einhän­dig­keit eines chira­len Moleküls (ein Enantio­mer). In vielen Fällen, je nach Händig­keit des Enantio­mers, kann das Medika­ment entwe­der positive oder schäd­li­che Wirkun­gen haben, daher ist es wünschens­wert, die Händig­keit feststel­len zu können. Die Spektro­sko­pie des Zirku­lar­dich­ro­is­mus (CD) kann aufgrund der unter­schied­li­chen Absorp­tion von zirku­lar polari­sier­tem Licht zwischen der Händig­keit unter­schei­den, leidet aber unter schwa­chen Signa­len; daher ist ein Verfah­ren zur Verbes­se­rung des Signals erwünscht.

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Helicity Preserving Cavity for Circular Dichroism Enhancement© J. Feis et al., Phys. Rev. Lett.

Mecha­nis­men der Patho­ge­nese von SARS-CoV‑2 Infektionen

Yannick Stahl – Hector Fellow Ralf Bartenschlager 

SARS-CoV‑2 hat eine Pande­mie ausge­löst und ist für mehr als 18 Millio­nen Infek­tio­nen verant­wort­lich. Es wird vermu­tet, dass COVID-19 das Ergeb­nis des Abster­bens infizier­ter Zellen und einer exzes­si­ven Aktivie­rung des Immun­sys­tems ist. Um Zellty­pen und Signal­wege zu identi­fi­zie­ren, die zur Patho­ge­nese oder viralen Repli­ka­tion beitra­gen, werde ich Transkrip­tom­ana­ly­sen und funktio­nelle Unter­su­chun­gen ausge­wähl­ter Gene vorneh­men. Diese Arbeit könnte zu der Entwick­lung neuer Thera­pien beitragen.

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Mechanismen der Pathogenese von SARS-CoV-2 Infektionen© Yannick Stahl

Gold-kataly­­sierte Funktio­na­li­sie­rung von 1,3‑Diin-Derivaten

Philipp Stein – Hector Fellow A. Stephen K. Hashmi

Die möglichst effizi­ente Gestal­tung chemi­scher Prozesse ist indus­tri­ell von hoher Bedeu­tung. Hierzu leistet die aktuelle Forschung einen essen­ti­el­len Beitrag, komplexe Substrate in möglichst wenig Schrit­ten und in hoher Ausbeute kosten­güns­tig zu synthe­ti­sie­ren. Dieses Promo­ti­ons­vor­ha­ben, unter der Leitung von Hector Fellow A. Stephen K. Hashmi, befasst sich daher mit dem Mecha­nis­mus, sowie der Funktio­na­li­sie­rung einer breiten Auswahl an 1,3‑Diinen mit variie­ren­den Nukleophilen.

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Gold-katalysierte Funktionalisierung von 1,3-Diin-Derivaten© Philipp Stein

Bildung von amorphen Kohlstoff durch metha­no­gene und methan­oxi­die­rende Archaeen

Stian Torset – Hector Fellow Antje Boetius

Das Projekt unter­sucht die Struk­tur und Rolle von amorphen Kohlen­stoff, der durch metha­no­ge­nen und Methan-oxidie­ren­den Archaeen gebil­de­ten wird, sowie die moleku­la­ren Mecha­nis­men, die zur Bildung dieses als Bioma­te­rial unbekann­ten Stoffes beitra­gen. Dau werden biophy­si­ka­li­sche Ansätze genutzt, um die Rolle der Struk­tu­ren aufzu­lö­sen, und geneti­sche Metho­den, um die zur bioge­nen Bildung dieser Verbin­dung benötig­ten Gene und Prote­ine zu identi­fi­zie­ren. Das Projekt wird betreut von Hector Fellow Antje Boetius.

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Bildung von amorphen Kohlstoff durch methanogene und methanoxidierende Archaeen© Stian Torset

Neuar­tige Anwen­dun­gen mit organi­schen thermo­elek­tri­schen Modulen

Shu-Jen Wang – Hector Fellow Karl Leo

Dieses Projekt zielt darauf ab, modula­ti­ons­do­tierte organi­sche thermo­elek­tri­sche Module für die Energie­ge­win­nung in Nischen­be­rei­chen zu nutzen, in denen die Flexi­bi­li­tät der Module entschei­dend ist. Wir werden neuar­tige Geräte­ar­chi­tek­tu­ren auf der Grund­lage modula­ti­ons­do­tier­ter organi­scher Thermo­elek­trika entwi­ckeln, um innova­tive Anwen­dun­gen zu ermöglichen.

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Neuartige Anwendungen mit organischen thermoelektrischen Modulen© Shu-Jen Wang
   

Abgeschlos­sene Projekte

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