Biomimetische Nanotechnologie (Nachwuchsgruppe)

Unser Forschungsschwerpunkt

Die meisten zellulären und biologischen Funktionen wie Signaltransduktion, Proteinfaltung, Membranumbau oder sogar Pathogentoxizität erfordern die konzertierte Aktivität und Selbstorganisation verschiedener Biomoleküle (z. B. Proteine, Lipide oder Nukleinsäuren). Aufgrund der zellulären Komplexität ist es jedoch nach wie vor schwierig, die Grundprinzipien und grundlegenden physikalisch-chemischen Gesetze zu entschlüsseln, die solchen lebenswichtigen Vorgängen zugrunde liegen.

Ziel der Nachwuchsgruppe Biomimetische Nanotechnologie ist die Entschlüsselung der Struktur-Funktions-Beziehungen biomolekularer (mit Biomembranen verbundener) Komplexe mit Hilfe von Bottom-up in-vitro-Ansätzen. Die Gruppe erforscht die biophysikalischen Eigenschaften von Zellen und Membranen, die DNA-Origami-Nanotechnologie und Mikroskopiemethoden, um minimale biologische Merkmale und Wege künstlich nachzuahmen und von Grund auf neu zu schaffen. Ein weiterer Fokus ist die Entwicklung neuartiger reaktionsfähiger Nanostrukturen und Werkzeuge für die Erkennung pathogener Biomoleküle und zellulärer/mikrobieller Einheiten von klinischer Relevanz.

Beispiel für riesige unilamellare Vesikel, phasengetrennte Lipiddoppelschichten und gekrümmte DNA-Origami-Nanostrukturen, die mit Fluoreszenz- und Rasterkraftmikroskopen sichtbar gemacht wurden. Abbildung: Dr. Henri Franquelim / MPI für Biochemie, AG Schwille

Unser Team

LEITER DER GRUPPE

Dr. Henri G. Franquelim

Telefon: +49 341 97-31365
E-Mail

Deutscher Platz 5
04103 Leipzig

Wissenschaftlicher Werdegang

seit 02/2022
Nachwuchsgruppenleiter für „Biomimetische Nanotechnologie“, Forschungs- und Transferzentrum für Bioaktive Materie (b-ACTmatter) und Peter-Debye-Institut für Physik der weichen Materie (Abt. Prof. Frank Cichos), Universität Leipzig, Deutschland

09/2017 – 01/2022
Senior Postdoctoral Researcher und Projektleiter in „Membrane-active DNA origami nanotechnology“ (SFB 863), Abteilung Zelluläre & Molekulare Biophysik (Prof. Petra Schwille), Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried, Deutschland

09/2012 – 08/2017
Postdoktorand und Alexander von Humboldt-Stipendiat (2013-2015)
Abteilung Zelluläre & Molekulare Biophysik (Prof. Petra Schwille), Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried, Deutschland

10/2007 – 07/2012
PhD in Biomedizinischen Wissenschaften (summa cum laude)
Labor für Physikalische Biochemie (Prof. Miguel Castanho), Institut für Molekulare Medizin, Fac. Medizin Uni. Lissabon, Portugal
Dissertation: Die Rolle von Lipidmembranen in der Wirkungsweise von Sifuvirtid und anderen HIV-1-Fusionshemmern
(Betreuer: Prof. Miguel Castanho; Co-Betreuer: Prof. Nuno Santos).

09/2003 – 08/2007
Abschluss in Biochemie (Lizentiat; ausgezeichnet mit Leistungsstipendien) Fakultät für Naturwissenschaften, Universität Lissabon, Portugal
Dissertation: Lipidmembranen als Schlüsselfaktor für die Wirksamkeit des HIV-1-Fusionshemmers Sifuvirtid (Betreuer: Prof. Miguel Castanho)

Preise, Stipendien und wichtige Auszeichnungen

2018
MPIB Junior Scientists‘ Publication Award (JPSA), Martinsried, Deutschland
2017
Auszeichnung für das beste Poster, EBSA/IUPAB-Kongress, Edinburgh, UK
2016
CeNS Best Interdisciplinary Publication Award, CeNS, München
2013 – 2015
Alexander von Humboldt Postdoc Forschungsstipendium, AvH Stiftung
2011
Finalist des COHiTEC Entrepreneurship Programms (Mitglied des Teams), COTEC & ISCTE, Portugal
2010
Gewinner von Idea-2-Product Portugal (Teammitglied), COTEC, Portugal
2. Platz Idea-2-Product Europe (Teammitglied), RWTH Aachen, Deutschland
Auszeichnung für den besten YSF-Vortrag, IUBMB-Kongress, Melbourne, Australien
2009
Auszeichnung für das beste Poster, EBSA-Kongress, Genua, Italien
2008 – 2011
FCT Doktorandenstipendium, FCT Portugal
2008
BES-Preis (für die besten Doktoranden), Fac. Sciences Univ. Lissabon

Ausgewählte Publikationen

Hartrampf N, Leitão S, Winter N, Toombs-Ruane H, Frank JA, Schwille P, Trauner D, Franquelim HG* (2022) Structural Diversity of Photoswitchable Sphingolipids for Optodynamic Control of Lipid Raft Microdomains. BioRxiv, DOI: 10.1101/2021.10.11.463883. [*corresponding author]
Franquelim HG*, Dietz H, Schwille P (2021) Reversible membrane deformations by straight DNA origami filaments. Soft Matter, 17(2): 276-287. [* corresponding author]
Ochmann S, Joshi H, Büber E, Franquelim HG, Stegemann P, Sacca B, Keyser U, Aksimentiev A, Tinnefeld P (2021) DNA Origami Voltage Sensors for Transmembrane Potentials with Single-Molecule Sensitivity. Nano Lett, 21(20): 8634-8641.
Chattopadhyay M, Krok E, Orlikowska H, Schwille P, Franquelim HG, Piatkowski L (2021) Hydration layer of only few molecules controls lipid mobility in biomimetic membranes. J Am Chem Soc, 143(36): 14551-14562.
Franquelim HG, Khmelinskaia A, Sobczak JP, Dietz H, Schwille P (2018) Membrane curvature induction by curved DNA-based scaffolds. Nat Commun, 9(1): 811.
Khmelinskaia A, Franquelim HG*, Petrov EP, Schwille P (2016) Effect of anchor positioning on binding and diffusion of elongated 3D DNA nanostructures on lipid membranes. J Phys D: Appl Phys, 49(19):194001. [* corresponding author]
Frank JA, Franquelim HG, Schwille P, Trauner D (2016) Optical control of lipid rafts with photoswitchable ceramides. J Am Chem Soc, 138(39): 12981-12986.
Kaufmann A, Beier V, Franquelim HG, Wollert T (2014) Molecular mechanism of autophagic membrane-scaffold assembly and disassembly. Cell, 156(3): 469-481.