2 Wissenschaftliche Mitarbeiter zur Promotion in Vollzeit 100 % in Deutschland bei Friedrich Alexander Universität Erlangen Nürnberg

Das Aufgabengebiet umfasst u. a.:

Ausgangssituation:
Humanen Milch-Oligosacchariden (HMOs) werden verschiedene Effekte bei der Entwicklung von Neugeborenen zugeschrieben, insbesondere bei der Entwicklung des Immunsystems und des Darmmikrobioms. HMOs sollen deshalb Ersatzmilchprodukten zugegeben werden. Unter den HMOs ist das Trisaccharid 2‘-Fucosyl-Lactose (2FL) dominant. Die chemische Synthese ist aufwendig, eine biotechnologische Herstellung mittels Fermentation soll 2FL günstig, ökologisch und sicher verfügbar machen. Dabei sollen rekombinante Escherichia coli-Zellen eingesetzt werden. Erste Produktionsstämme sind verfügbar und 2FL wurde im kleinen Maßstab hergestellt.

Doktorarbeit 1:
Ziel der Doktorarbeit ist es, den biotechnologischen Prozess auszulegen und die Synthesewege zu charakterisieren. Insbesondere sollen Systembiotechnologische Methoden eingesetzt werden, um limitierende Schritte zu identifizieren und in die Stammentwicklung (in Kooperation) einfließen zu lassen. Die Arbeit besteht zu ca. 70% aus experimentellen Ansätzen und 30% Modellierungsarbeiten. Experimentell soll zunächst ein Produktionsprozess etabliert werden. Um hohe Ausbeuten zu erzielen, werden zwei Substrate eingesetzt, Glycerin und Lactose. Glycerin dient hierbei vor allem als Kohlenstoff- und Energiequelle für Wachstum und zur Herstellung des Precursors Mannitol-6-Phosphat. Lactose wird direkt in das Produkt 2FL eingebunden. Unter den identifizierten Produktionsbedingungen werden dann Untersuchungen des Metabolismus mittels Fluss- und Metabolomanalysen durchgeführt. Zusammen mit mathematischen Modellen lassen sich dann mögliche Engpässe im Metabolismus identifizieren. Metabolite werden mittels moderner HPLC-LCMSMS Analytik identifiziert und quantifiziert.

Doktorarbeit 2:
Die niedrige enzymatische Aktivität eines der Schlüsselenzyme in der Biosynthese von 2FL stellt einen limitierenden Faktor dar. Für dieses Schlüsselenzym soll eine Strukturaufklärung erfolgen, um sie für das Design von Enzymvarianten mit höherer enzymatischer Aktivität einzusetzen. Hierbei werden verschiedene Ansätze des Protein Engineerings verfolgt. Verbesserte Enzymvarianten werden in den Prozess der Stammentwicklung eingespeist und gemeinsam mit den in Doktorarbeit 1 identifizierten Zielen für genetische Verbesserungen in neuen 2FL-Produktionsstämmen umgesetzt.

Notwendige Qualifikation:

• Gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift

• Doktorarbeit 1: Abgeschlossenes Hochschulstudium des Bioingenieurwesens, der Industriellen Biotechnologie, oder eines verwandten Studienganges, der Biochemie, Mikrobiologie und Ingenieurswissenschaften kombiniert.

• Doktorarbeit 2: Abgeschlossenes Hochschulstudium der Biotechnologie, der Biochemie, des Bioingenieurwesens oder eines verwandten Studienganges
  

Wünschenswerte Qualifikation:

• Geeignete Bewerber besitzen ein hohes Maß an Teamfähigkeit, Interesse an interdisziplinären Forschungsprojekten und Eigenständigkeit.

Bemerkungen:

• Die Arbeiten finden überwiegend im Stehen und an unterschiedlichen Standorten der beteiligten Lehrstühle statt.

• Die Bewerbungen sind ausschließlich in elektronischer Form zu senden. Dabei sollen alle Unterlagen in einem einzigen PDF zusammengefasst sein.

• Doktorarbeit 1: Die Doktorandenstelle wird in Kooperation der TUM und FAU angeboten und soll baldmöglichst besetzt werden. Die Forschungsarbeiten werden zunächst für 18 Monate an der TUM (Standort Garching) durchgeführt, danach 18 Monate an der FAU Erlangen. Betreut wird die Arbeit von Prof. Dr.-Ing. Weuster-Botz und Prof. Dr. Wahl. Informationen: aljoscha.wahl@fau.de und/oder dirk.weuster-botz@tum.de

• Doktorarbeit 2: Die Arbeiten finden ausschließlich an der FAU Erlangen statt. Betreut wird die Arbeit von Prof. Dr. Kathrin Castiglione. Informationen: kathrin.castiglione@fau.de.

Stellenbeschreibung:

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