Preisträger 2025
Die diesjährige Preisverleihung findet am 7. September 2026 im Rahmen des Symposiums für Synthetische Biologie in Darmstadt statt.
Folgende Personen wurden 2025 für ihre Abschlussarbeiten mit dem Thesis Award ausgezeichnet:
Thomas Bangard
In seiner Bachelorarbeit untersucht Thomas Bangard den Einsatz von Transformer-basierten KI-Modellen zur Konstruktion vollständiger mRNA-Transkripte. Im Gegensatz zu früheren Ansätzen, bei denen die untranslatierten Regionen (UTRs) getrennt von der kodierenden Sequenz (CDS) optimiert wurden, generiert diese Arbeit UTRs im Kontext der zugehörigen CDS, um biologische Wechselwirkungen innerhalb des Transkripts besser zu erfassen. Es wurden zwei Transformer-Architekturen evaluiert, wobei das Encoder-Decoder-Modell die beste Leistung zeigte. Die resultierenden mRNA-Entwürfe wiesen eine äußerst günstige strukturelle Stabilität auf, was das Potenzial KI-gestützter Methoden für zukünftige mRNA-Therapeutika unterstreicht.
Raoul Fuerst
In seiner Masterarbeit entwickelte Raoul Fürst eine modulare Plattform zur automatisierten Durchführung von Multiplex Automated Genome Engineering (MAGE) in Escherichia coli. Hierfür erweiterte er einen Open-Source-Liquid-Handler um selbst entwickelte Hardwaremodule für Elektroporation, Zellwäsche und temperaturkontrollierte Prozessschritte sowie eine modulare Softwarearchitektur zur autonomen Steuerung des gesamten Workflows. Die entwickelte Plattform ermöglicht erstmals die vollständig automatisierte Durchführung von MAGE-Zyklen und damit die reproduzierbare Erzeugung kombinatorischer genetischer Variantenbibliotheken durch gezielte Genommodifikationen. Sie bildet damit eine Grundlage für zukünftige automatisierte Design-Build-Test-Learn-Zyklen sowie Anwendungen im Genome Engineering und der gerichteten Evolution.
Eleonora Ornati
Eleonora Ornati untersucht in ihrer Doktorarbeit die proteinvermittelte und intrazelluläre Polymerisation als Möglichkeit zur Funktionalisierung lebender Zellen unter milden, biokompatiblen Bedingungen. Am Modellorganismus Escherichia coli BL21 wird gezeigt, dass lebende Bakterienzellen autonom eine schnelle zytoplasmatische Polymerisation auslösen können, während sie gleichzeitig ihre Lebensfähigkeit und normale Proliferation beibehalten. Mithilfe molekularbiologischer und proteomischer Ansätze wurde das Enzym Succinyl-Ornithin-Transaminase als wahrscheinlicher Katalysator identifiziert. Es handelt sich dabei um das erste bekannte nichtmetallische Protein, das in der Lage ist, eine ATRP-ähnliche Polymerisationsreaktion zu initiieren. Diese Erkenntnisse tragen zum Verständnis der enzymvermittelten Polymerisation bei und unterstreichen das Potenzial lebender Zellen als Biofabriken für Materialien der nächsten Generation und biomedizinische Anwendungen.
Preisträger 2025
Es wurden folgende Personen mit dem Centre-Preis für ihre Abschlussarbeiten im Jahr 2024 ausgezeichnet:
Tabea Hoffmann
In ihrer Bachelorarbeit testete Tabea Hoffmann einen Ansatz zur Beschleunigung der Kinetik proteinbasierter, synthetischer Schaltkreise in Saccharomyces cerevisiae. Hierzu konstruierte sie exemplarisch ein NOT-Gate, welches auf einem Sensorsystem für einen Induktor sowie auf einem vorexprimierten Repressor basiert. Dabei arbeitete sie unter anderem mit Kombinationen aus sogenannten SynZip-Paaren, einem Kernlokalisierungssignal und verschiedenen Degradierungssignalen. Die Arbeit lieferte Hinweise darauf, dass einige genetische Komponenten des Gates gut zusammenwirken könnten, und sie bildete die Grundlage für weitere Optimierungen des Projekts. Das Konzept eines effektiv beschleunigten NOT-Gates könnte im weiteren Sinne auf andere Gate-Typen übertragen werden. Dies könnte die Gesamtkinetik aufeinander aufbauender, komplexer proteinbasierter Schaltkreise in Eukaryoten positiv beeinflussen und negative Effekte durch zu lange Output-Zeiten vermindern.
Andrea Aquize
In ihrer Masterarbeit arbeitete Andrea Aquize an der experimentellen Validierung von codonoptimierten Gensequenzen für rekombinante Proteine, die von einem Transformer-basierten LLM für E. coli und S. cerevisiae erstellt wurden. Die Performance der optimierten Varianten wurde mittels verschiedener Methoden wie Flusszytometrie, Wachstumskurven und Fluoreszenzmikroskopie evaluiert und mit den Originalen und alternativ optimierten Varianten verglichen. Das Ziel der Anwendung von LLMs für die Codon-Optimierung ist es, Gensequenzen mit einer ähnlichen Codon-Verwendung wie die des Expressionsorganismus zu erstellen, was sich positiv auf die Expression von rekombinanten Proteinen auswirkt.
Leon Kraus
RNA-Aptamere sind Ribonukleotidsequenzen, die sich zu dreidimensionalen Strukturen falten und so mit hoher Affinität an spezifische Liganden binden können. In dieser Studie wurde RNA Capture-SELEX eingesetzt, um Aptamere auszuwählen, die als Reaktion auf eine spezifische Ligandenbindung Konformationsänderungen erfahren. Diese Aptamere können zur Regulierung verschiedener Arten von RNA-Geräten eingesetzt werden. Aptamere, die Tobramycin, Levofloxacin und Koffein binden, wurden für die Entwicklung von Riboschaltern und Aptazymen in Hefe sowie für die Entwicklung von Biosensoren auf der Grundlage von fluorogenen Aptameren und einer Lateral-Flow-Assay-Plattform ausgewählt.
Preisträger 2023
Es wurden folgende Personen mit dem Centre-Preis für ihre Abschlussarbeiten im Jahr 2023 ausgezeichnet:
Carina Schleidt
In ihrer Bachelorarbeit nutzte Carina Schleidt die Mechanismen des Medikamententransports für die Beschichtung bzw. Ummantelung von E. coli in verschiedenen Polymermembranen um die Aufnahme der Bakterien durch menschliche Zellen zu ermöglichen. Die Aufnahme der Bakterien in menschliche Zellen konnte unter geringen äußeren Einflüssen erreicht werden und stellt einen wichtigen Schritt hin zur weiteren Erforschung der Endosymbiontentheorie dar.
Felix Geyer
In seiner Masterarbeit entwickelte Felix Geyer Strategien zur Humanisierung und Affinitätsverfeinerung von Kameliden-Nanokörpern mit einer nicht-kanonischen Disulfidbrücke. Auf Deep Learning basierende Strukturvorhersagemethoden wurden eingesetzt, um Bibliotheken für die Humanisierung und Affinitätsveredelung zu entwerfen. Dieser Ansatz könnte die Notwendigkeit umfangreicher Labortests verringern und die Entdeckung von Nanokörpern in Zukunft beschleunigen.
Jan Mathony
In seiner Promotion hat sich Jan Mathony mit der Rekombination von Proteindomänen und deren Anwendung beim Design gezielt steuerbarer Proteine beschäftigt. Die geschickte molekulare Verknüpfung existierender Domänen zu neuen Kombinationen kann genutzt werden, um Proteine mit neuartigen Eigenschaften zu erzeugen. Das experimentelle Hochdurchsatzscreening solcher Rekombinationen ermöglichte es Jan Mathony die strukturellen und biophysikalischen Grundlagen dieser Art des Engineering zu analysieren und dabei neue molekulare Werkzeuge zur lichtgesteuerten Regulation von Genexpression und Genmanipulation zu entwickeln.
Preisträger 2022
Es wurden folgende Personen mit dem Centre-Preis für ihre Abschlussarbeiten im Jahr 2022 ausgezeichnet:
Melina Baur
In ihrer Bachelorarbeit verwendete Melina Baur ein Tetracyclin-bindendes Aptamer, um die Genexpression in Eukaryoten auf posttranskriptioneller Ebene zu steuern. Die Integration des Schalters führte zur Kontrolle des alternativen Spleißens nicht nur von synthetischen, sondern auch von nativen Sequenzen. Weitere Tests zeigten, dass der Schalter fein abgestimmt und somit an spezifische Anwendungen angepasst werden kann. Insgesamt erweitert diese Arbeit den Werkzeugkasten der synthetischen Biologie zur Kontrolle der eukaryotischen Genexpression auf der Ebene des Spleißens.
Tobias Probanowski
In seiner Masterarbeit entwickelte Tobias Probanowski einen neuen modularen Ansatz für die systematische Konstruktion und das Engineering von rekombinanten Protein-Nanoporen-Assemblies mit neuartigen Eigenschaften und Funktionen in E. coli. Dieser Ansatz beinhaltet die Rekombination verschiedener porenbildender Transmembrandomänen mit ringförmigen oligomeren Proteingerüsten über Proteinlinker. Die so entstandenen Varianten wurden mit dem neu entwickelten FuN-Screen charakterisiert, der eine schnelle und gründliche Untersuchung ermöglicht, die bisher nur mit technisch anspruchsvollen biophysikalischen Methoden mit geringem Durchsatz möglich war. In der synthetischen Biologie könnten solche Nanoporen-Baugruppen ein breites Spektrum an potenziellen Anwendungen sowohl in lebenden Zellen als auch in vitro finden.
Stefania Carrara
In ihrer Dissertation entwickelte Dr. Stefania Carrara neuartige multispezifische Antikörper mit immunzellmodulierenden Funktionen und etablierte neue Methoden zur Optimierung der Arbeitsabläufe bei der Entdeckung von Antikörperwirkstoffen. Dazu gehörten die Entwicklung eines bidirektionalen Vektorsystems für die Produktion von Antikörpern in Säugetieren und ein rationalisiertes Screening-Verfahren auf der Basis von Hefeoberflächendisplay. Darüber hinaus wurden bi- und multispezifische Moleküle erzeugt, die verschiedene Immunzellen ansprechen und so gezielt und effizient Tumorzellen in vitro abtöten. Die tetraspezifischen Antikörper enthalten eine eingebaute Risikominderungsstrategie für die bei dieser Klasse von Antikörpermolekülen häufig beobachteten unerwünschten Wirkungen, die die Grenzen bestehender Therapien überwinden und den Weg für neue multispezifische Antikörperformate ebnen könnte.
Preisträger 2021
Es wurden folgende Personen mit dem Centre-Preis für ihre Abschlussarbeiten im Jahr 2021 ausgezeichnet:
Ron Endruszeit
In seiner Bachelor Thesis testete Ron Endruszeit inwieweit über Membranproteine der Autotransporter-Familie ein effizientes Oberflächendisplay komplexer Fusionsproteine in E. coli möglich ist, und er wies über die Immobilisierung von Bindepartnern an der Zelloberfläche die Tauglichkeit des Systems für Protein-Interaktionsscreening nach. Aus dem durch die Klonierungsstrategie iFLinkC generierten Repertoire konnte dabei unter anderem eine Abhängigkeit der Protein-Target-Interaktion von den Eigenschaften der variierten Linker geschlussfolgert werden. Das System soll in Zukunft die schnelle und maßgeschneiderte Selektion und Isolation von Proteinvarianten aus Zellbibliotheken ermöglichen.
Sarah Schmitt
In Ihrer Masterarbeit befasste sich Sarah Schmitt mit der rekombinanten Modifikation von Nanoporen. Mit Hilfe des Protein-Engineerings können Nanoporen nicht nur besser in ihrer Funktionsweise verstanden werden, sondern auch in ihren Eigenschaften verändert werden, wodurch der Weg zur biotechnologischen Nutzung geebnet wird. Darüber hinaus ließ sich eine native Nanopore dahingehend modifizieren, dass ihre eigene Perforationseigenschaft mit regulatorischen und sensorischen Merkmalen kombiniert werden konnte.
Jan Bogen
In seiner Dissertation entwickelte Dr. Jan Bogen eine Vielzahl neuer Methoden für die Generierung, das Screening und das Engineering von tumorspezifischen Antikörpern. Darunter ein neuartiges Verfahren zum Aufbau von Immunbibliotheken basierend auf bidirektionalen Vektor-Systemen, ein Ansatz zur schnellen und effektiven Humanisierung von therapeutischen Wirkstoff-Kandidaten und zur Erzeugung biparatopischer Antikörper. Die in dieser Arbeit isolierten Moleküle wurden so angepasst und optimiert, dass sie zu ein trispezifischen, multifunktionalen Antikörper kombiniert werden konnten. Dieser konnte sowohl das Wachstum von Krebszellen sowie deren Maskierung vor dem Immunsystem verhindern und vermittelte zeitgleich den Angriff von Immunzellen auf die Tumorzellen. In seiner Wirkungsweise ist dieses Molekül damit einzigartig und ebnet so den Weg für neue therapeutische Ansätze in der Zukunft.
Preisträger 2020
Im Jahr 2020 wurden folgende Personen mit dem Centre-Preis für ihre Abschlussarbeiten ausgezeichnet:
Theresa Wörmann
In ihrer Bachelorarbeit konstruierte Theresa Wörmann einen fluroeszenten Proteinsensor gegen das biotechnologisch relevante Makrolid Rapamycin und wandte es erfolgreich an, um den Fluss von Rapamycin über die Zellmembran von E.coli im Abhängigkeit porenbildender Membranpeptide quantitativ zu vermessen. Die Bachelorarbeit eröffnet dabei einen neuartigen Ansatz, um die Durchlässigkeit biotechnologisch-relevanter Produkte – einem wichtigen, aber weitesgehend übersehenen Aspekt in der industriellen Biotechnologie – systematisch zu untersuchen.
Christoph Reich
In seiner Bachelorarbeit entwickelte Christoph Reich ein neuronales Netz – technisch gesehen ein generatives adversariales Netz – zur Synthese von zeitlichen Multidomänen-Bildsequenzen und demonstrierte dies anhand von kurzen Zeitraffer-Fluoreszenzmikroskopie-Aufnahmen von Hefe. Diese in silico-Simulationen erfassen die zugrundeliegenden biophysikalischen Faktoren und Zeitabhängigkeiten, wie Zellmorphologie, Wachstum, physikalische Interaktionen sowie die Intensität eines fluoreszierenden Reporterproteins. Die Arbeit ist ein erster Schritt in Richtung einer vollständigen In-silico-Experimentierung. In Zukunft könnte dieser Ansatz klassische Experimente und mathematische Modellierung ergänzen und erweitern. Die Dissertation ist auf arXiv (https://arxiv.org/abs/2103.11834) verfügbar, zusammen mit einem Folgepapier, das kürzlich für MICCAI 2021 angenommen wurde (https://arxiv.org/abs/2106.08285).
Alexander Gräwe
In seiner Dissertation entwickelte Alexander Gräwe grundlegende Strategien zur Konstruktion molekular-sensorischer Systeme. Dies beinhaltete neuartige Ansätze zur systematischen Konstruktion molekularer Schalter, sowie in Zusammenarbeit mit Chemikern und Materialwissenschaftlern ein Verfahren zur Funktionalisierung nanoporöser Folien mit maßgeschneiderten Binderezeptoren. Die entwickelten Verfahren sollen in der medizinischen Diagnostik oder auch im Umweltmonitoring Anwendung finden.
