NMR-Spektroskopie als Schlüsseltechnologie für die Life-Science-Forschung

Das Verständnis des Stoffwechsels ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis von Gesundheit und Krankheit. Viele der in modernen Gesellschaften am häufigsten auftretenden Krankheiten, darunter Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes, Krebs und neurodegenerative Erkrankungen, sind durch tiefgreifende Stoffwechselveränderungen gekennzeichnet. An der Medizinischen Universität Graz wollen wir diese Veränderungen auf molekularer Ebene entschlüsseln, indem wir das Metabolom untersuchen – die Gesamtheit aller kleinen Moleküle, die den biochemischen Zustand von Zellen, Geweben und Organismen widerspiegeln.

Unsere Forschung stützt sich auf modernste Kernspinresonanzspektroskopie (NMR), eine quantitative, zerstörungsfreie Schlüsseltechnologie, die den Nachweis, die Identifizierung und die präzise Quantifizierung von Metaboliten ermöglicht. Über die Metabolomik hinaus ist die NMR die Schlüsseltechnologie und spielt eine zentrale Rolle in unserer Arbeit in der Strukturbiologie, wo wir die Struktur und Dynamik von Biomolekülen und Komplexen untersuchen, sowie in der Wirkstoffforschung, der pharmazeutischen Entwicklung und der Qualitätskontrolle. Durch die Analyse molekularer „Fingerabdrücke“ decken wir Krankheitsmechanismen auf, identifizieren Biomarker und unterstützen die Entwicklung und Validierung neuartiger therapeutischer Strategien.

Nachhaltigkeit hat bei dem Betrieb und der strategischen Entwicklung unseres NMR-Zentrums höchste Priorität. Die Hochfeld-NMR-Spektroskopie ist auf kryogene Ressourcen angewiesen, insbesondere auf Helium, das sowohl kostspielig als auch eine begrenzte natürliche Ressource ist. Um diesem Problem zu begegnen, haben wir ein fortschrittliches Heliumrückgewinnungssystem eingeführt, das verdampftes Helium auffängt und dessen Recycling und Wiederverwendung ermöglicht. Dadurch wird der Heliumverbrauch um mehr als 85 % erheblich reduziert, die Betriebskosten gesenkt und die langfristige Versorgungssicherheit gewährleistet. Darüber hinaus betreiben wir ein lokales Stickstoffverflüssigungssystem, das die kontinuierliche Rückgewinnung und Wiederverwendung von flüssigem Stickstoff ermöglicht und so den Ressourcenverbrauch und die Umweltbelastung weiter minimiert.

Über die Infrastruktur hinaus engagieren wir uns für nachhaltige Laborpraktiken und sind aktives Mitglied der Green Labs Initiative. Dazu gehören die Optimierung von Arbeitsabläufen im Hinblick auf Energieeffizienz, die Reduzierung von Abfall und die Förderung eines verantwortungsvollen Umgangs mit Ressourcen. Durch diese Maßnahmen wollen wir Spitzenforschung mit ökologischer Verantwortung verbinden und sicherstellen, dass unsere wissenschaftliche Exzellenz mit nachhaltigem Handeln im Einklang steht.