- Sie arbeiten zum Thema Photodamage of Proteins by Dityrosine Crosslinking: A Quantum Study of Tyrosine and its Dipeptide. Stellen Sie Ihr Forschungsprojekt in drei Sätzen vor.
Mein Forschungsprojekt befasst sich mit Prozessen, die auftreten, wenn UV Licht auf die Bausteine unseres Körpers trifft, wobei besonderes Augenmerk der Aminosäure Tyrosin gilt, die einer der Bestandteile von Proteinen ist. Modifikationen an Proteinen, die in Zusammenhang mit Veränderungen an der Aminosäure Tyrosin stehen, kommen auch oft in Verbindung mit Hautalterung, Blindheit oder der Veränderung von Medikamenten (z.B. Insulin) vor. Um die ersten Schritte der Entstehung dieser Veränderungen und folglich auch Proteinschäden, zu erklären, werden die Prozesse, die in Tyrosin nach Aufnahme von UV Licht auftreten, photodynamisch berechnet– zum einen sollen sie mit Hilfe von Quantenchemie berechnet werden und zum anderen mit Hilfe von künstlichen neuronalen Netzen, einem Zweig der künstlichen Intelligenz.
- Was fasziniert Sie an Ihrem Thema?
Spannend an meinem Projekt ist, dass es eine Mischung aus Programmentwicklung und Anwendung darstellt. Anhand von künstlichen neuronalen Netzen, die ich in das semiklassische Molekulardynamikprogramm „SHARC“ (entwickelt in der Arbeitsgruppe von Univ.-Prof. Leticia González) implementieren werde, ist es möglich, die Berechnung von Molekülen um ein Vielfaches zu beschleunigen. Nachdem UV Licht auf ein Molekül trifft, führt „SHARC“ zu jedem Zeitschritt quantenchemische Berechnungen durch, um Eigenschaften von Molekülen zu erhalten, die anschließend Prozesse erklären, die zu Schäden führen können oder diese verhindern können. In Kombination mit künstlicher Intelligenz kann ein Vielfaches der aufwändigen quantenchemischen Berechnungen durch Vorhersagen mit künstlichen neuronalen Netzen ersetzt werden. Mit dieser Kombination von Quantenchemie und künstlicher Intelligenz können in Folge auch viele weitere Moleküle erforscht werden, deren genaue Berechnung ohne die Hilfe von künstlichen neuronalen Netzen zu aufwändig wäre. Faszinierend ist, dass sich mit der künstlichen Intelligenz momentan viele neue Möglichkeiten in der Forschung eröffnen, die spannend zu verfolgen und selbst anzuwenden sind. Die Prozesse, die damit erforscht werden können, können Erklärungen für Schäden durch UV Licht aus der Sonnenstrahlung liefern und folglich auch für die Entstehung von Krankheiten.
- Was sind Ihrer Meinung nach die drei wichtigsten Eigenschaften eines Forschers/einer Forscherin?
Meiner Meinung nach ist eine der drei wichtigsten Eigenschaften eines Forschers, von seinem eigenen Forschungsthema überzeugt zu sein, um Arbeiten aus mangelnder Überzeugung nicht frühzeitig abzubrechen und Ziele nicht aus den Augen zu verlieren. Ebenso sollten Forscher offen für Neues sein und die Eigenschaft besitzen, komplexe Themen verständlich erklären zu können, um diese auch der Öffentlichkeit zugänglich zu machen.
- Zur Person
Julia Westermayr hat an der Universität Wien Chemie studiert und ist seit Oktober 2017 Doktorandin am Institut für Theoretische Chemie unter der Betreuung von Univ.-Prof. Dr. Leticia González und Priv.-Doz. Dr. Philipp Marquetand. In ihrer Bachelorarbeit, die sie in derselben Arbeitsgruppe gemacht hat, hat sie sich mit quantenchemischen Berechnungen beschäftigt, die den Grundstein für ihre jetzige Forschung legten. Ihre Masterarbeit hat sie in der Arbeitsgruppe von Univ.-Prof. Dr. Peter Lieberzeit durchgeführt, wo sie sich mit dem Einfluss von UV Licht auf Polymerisationsreaktionen für molekular geprägte Polymere beschäftigte. Neben dem uni:docs Stipendium der Universität Wien (2017) hat sie 2012 ein Stipendium des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie zur Teilnahme an den Alpbacher Technologiegesprächen erhalten.
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