Münster (upm/ch) - Als die große Kiste mit dem Gerät im September 2022 angeliefert wurde, begrüßten die Mitglieder der Arbeitsgruppe von Prof. Christos Gatsogiannis am Center for Soft Nanoscience (SoN) der Universität Münster die wertvolle Fracht freudig: „Hug the box“, die Kiste umarmen – so will es eine Tradition der „Kryo-EM-Forschungsgemeinde“. Keine Frage: Das neue Hochleistungs-Kryoelektronenmikroskop (Kryo-EM) ist etwas Besonderes. Mittlerweile ist das Gerät installiert und in Betrieb genommen. Rund 20 Arbeitsgruppen sowie Forschungsverbünde aus der Medizin, Biologie und Chemie werden es nutzen.

Deutschlandweit gibt es nur wenige Geräte dieser Leistungsklasse; an der Universität Münster ist es das erste seiner Art. Bis vor wenigen Jahren war es undenkbar, kleinste Bestandteile von Zellen in dieser Auflösung abzubilden, bis hin zu einzelnen Atomen. „Auch für mich ist dieser Detailgrad verblüffend, obwohl ich schon lange in diesem Bereich tätig bin“, sagt Christos Gatsogiannis. Neben Einblicken in die Zellen wollen die Forscher die Strukturen einzelner Proteine visualisieren und dadurch ihre Funktionsweise verstehen.

„Für die Universität und für den Forschungsstandort Münster ist diese hochmoderne Ausstattung von enormer Bedeutung“, betont Prof. Monika Stoll, Prorektorin für Forschung der WWU. „Die WWU ist eine der führenden Hochschulen auf dem Gebiet der multiskaligen Bildgebung. Das neue Gerät trägt entscheidend dazu bei, dass sie in diesem Bereich international wettbewerbsfähig bleibt.“ Der Zugang zu dieser Schlüsselmethodik werde zahlreiche interdisziplinäre Forschungsbereiche revolutionieren, ergänzt der Dekan der Medizinischen Fakultät, Prof. Frank Ulrich Müller: „Das Kryo-EM ist für die Weiterentwicklung der Forschungsprofile der Universität und der Medizinischen Fakultät äußerst bedeutsam.“

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft und das Land Nordrhein-Westfalen hatten im Förderprogramm „Forschungsgroßgeräte“ insgesamt 7,5 Millionen Euro für die Ausstattung zur Verfügung gestellt. Neben dem Hochleistungs-Kryo-EM komplettieren zwei weitere Geräte das „Gesamtpaket“: ein automatisiertes Screening-Elektronenmikroskop, das eine optimale Vorauswahl der Proben ermöglicht, und ein Kryo-fokussiertes-Ionenstrahl-/Rasterelektronenmikroskop, das zur Präparation der Proben benötigt wird.

Die besondere bauliche Ausstattung des SoN war Voraussetzung für die Anschaffung des Mikroskops. So muss der Raum, im dem das Kryo-EM steht, vibrationsfrei sein. Experten bauten deswegen einen fast perfekt schwingungsgedämpften Boden ein, zudem ist der Raum gegen störende Magnetfelder abgeschirmt. „Normalerweise werden Elektronenmikroskope im Keller von Forschungsgebäuden installiert, um solche Störungen zu vermeiden. In unserem Institut befinden sich die Geräte in einem speziellen Bereich im ersten Stock, der mit Erde bedeckt ist“, beschreibt Christos Gatsogiannis.

Mit der WWU-Cloud steht schließlich eine IT-Infrastruktur zur Verfügung, die den gewaltigen Anforderungen solcher Großgeräte gewachsen ist. „Wenn das Gerät voll in Betrieb ist, erwarten wir ein Datenaufkommen von etwa zwei Petabyte, also rund einer Million Gigabyte pro Jahr“, berichtet Dr. Raimund Vogl, Leiter der WWU IT. Für die Prozessierung der Daten steht an der WWU der Hochleistungsrechner „PALMA II“ zur Verfügung.

Christina Hoppenbrock (Unizeitung wissen|leben Nr. 2/2023).