Presseinformation: Von Zellen zu intelligenten Gelen: Impulse in Bewegung

Nr. 32 - 31.03.2026

Biophysiker der Universität Göttingen erhält Momentum-Förderung der VolkswagenStiftung

(pug) Der Biophysiker Prof. Dr. Timo Betz von der Universität Göttingen erhält von der VolkswagenStiftung eine „Momentum“-Förderung für sein Projekt „Von Zellen zu intelligenten Gelen: Impulse in Bewegung“. Die Förderung beläuft sich auf knapp 950.000 Euro über einen Zeitraum von vier Jahren mit einer möglichen Verlängerung um zwei Jahre. Sie ermöglicht die Übertragung biologischer Prozesse auf synthetische Materialien, die wesentliche Verhaltensweisen lebender Zellen nachahmen. Damit werden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Lage sein, unser aktuelles Verständnis lebendiger Organismen zu nutzen, um Schlüsselmerkmale wie Selbstorganisation und Anpassung nachzubilden, die sich im Laufe von Milliarden von Jahren durch die Evolution entwickelt haben. Die Hoffnung ist, intelligente Materialien zu entwickeln, die genau wie lebende Wesen auf äußere Reize reagieren und sich dynamisch darauf einstellen können.

Zellen sind in der Lage, mechanischen Kräften, die auf sie einwirken, nicht nur standzuhalten, sondern diese sogar wie Informationen zu verarbeiten. Um die Wechselwirkungen zwischen Kräften und zellulären Antworten zu verstehen, setzen Forschende die Zellen in der Regel kontrollierten Kräften und Belastungen aus und untersuchen dabei deren Reaktion. Anschließend reduzieren sie die Komplexität der zellulären Systeme, indem sie immer mehr Teile des Systems entfernen. Dieser reduktionistische Ansatz ermöglicht ein detailliertes und tiefgreifendes Verständnis der relevanten Komponenten und die Entwicklung von Erklärungsmodellen, die beschreiben, wie Zellen ihre vielfältigen Funktionen ausüben können. Beispiele dieser Funktionen sind die Selbstheilung bei Beschädigungen, die Erzeugung von Gegenkräften beim Drücken oder sogar ein Verflüssigen, um Schaden zu vermeiden, wenn zu starker Druck ausgeübt wird.

Viele dieser Vorgänge sind wichtig für entscheidende Prozesse wie die Immunantwort oder die Wanderung von metastasierenden Krebszellen durch unseren Körper. Die Forschung ist nun allerdings an einem Punkt angelangt, an dem eine weitere Vereinfachung realer lebender Systeme an ihre Grenzen stößt, da sie das System zerstört. Betz und sein Team werden den Ansatz umkehren und das aus der Untersuchung lebender Zellen gewonnene Wissen nutzen, um einen Teil des Zellinneren auf synthetische Weise nachzubilden. Geleeartige Substanzen, wie weiche Kolloide und Polymere, werden mechanisch durch physikalische elektromagnetische Felder als Energiequelle angetrieben und dann zu einem intelligenten Gel kombiniert, das das Zytoplasma der Zelle nachahmt – genau das Material, aus dem der größte Teil der Zelle besteht.

„In diesem Projekt lassen wir uns von lebenden Systemen inspirieren, um völlig neue Aggregatzustände zu schaffen“, erläutert Betz. „So wie die frühe Luftfahrt durch die Beobachtung von Vögeln inspiriert wurde, nutzen wir unser Verständnis von lebenden Organismen, um neue Materialien zu entwickeln, die sich selbst heilen, auf ihre Umgebung reagieren und sogar ihre physikalischen Eigenschaften verändern können. Unsere langfristige Vision ist ein wahrhaft anpassungsfähiges Material – eines, das seine Funktion nach Bedarf wechseln und sich von einem Objekt in ein anderes verwandeln kann, so als wäre es heute ein Löffel, morgen ein Teller oder eine Tasse für Ihren Kaffee.“

Betz wurde 2007 an der Universität Leipzig promoviert und trat anschließend eine Postdoc-Stelle am Institut Curie in Paris an. Nachdem er 2016 auf eine Tenure-Track-Professur an die Universität Münster wechselte, folgte er 2020 einem Ruf an die Fakultät für Physik der Universität Göttingen. Zu seinen zahlreichen Auszeichnungen zählen ERC-Consolidator- und Proof-of-Concept-Förderungen. Seine Forschung konzentriert sich darauf, die grundlegenden physikalischen Prozesse in lebenden Zellen zu entschlüsseln, um bessere medizinische Interventionen zu ermöglichen, sowie neue physikalische Prozesse innerhalb der Zelle zu entdecken. Dazu gehören die Entwicklung eines 3D-Modells zum Verständnis der Mechanismen der schnellen Zellteilung in Krebszellen, die Konstruktion optischer Pinzetten zur Erforschung der mechanischen Eigenschaften lebender Zellen sowie ein Projekt zum Bau eines Lego-Mikroskops, um die nächste Generation von Wissenschaftlern zu inspirieren.

Ziel der „Momentum“-Initiative der VolkswagenStiftung ist es, als Impulsgeber zu wirken, damit die Forschung nach ihrem Start weiter voranschreitet und sich weiterentwickelt. Sie richtet sich an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf ihrer ersten unbefristeten Professur, um ihnen Möglichkeiten zu eröffnen, ihre Forschung strategisch voranzutreiben.

Kontakt:

Prof. Dr. Timo Betz

Georg-August-Universität Göttingen

Fakultät für Physik

Institut für Biophysik

Telefon: (0551) 39-26921

E-Mail: timo.betz@phys.uni-goettingen.de

Internet: www.betzlab.uni-goettingen.de/