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Weizmann-Institut für Wissenschaften würdigt Roy Bar-Zivs Nanowissenschaftspreis

Ein flacher Silizium-Biochip mit einer Anordnung winziger Kammern liegt unter einer Pipette neben einem unscharfen Labormikroskop im Hintergrund.
Forschung mit Biochips Hinweis

Das Institut stellte am 8. November auf X den Tenne-Familienpreis für seinen Forscher heraus. Bar-Ziv untersucht, wie sich biologische Prozesse in winzigen Kammern auf Silizium nachbilden lassen.

Im offiziellen Preisverzeichnis des Weizmann-Instituts für Wissenschaften steht die Auszeichnung unter dem Datum 1. November. Der Preis erinnert an Lea Tenne und wird von der Israelischen Chemischen Gesellschaft verwaltet. Er würdigt Arbeiten in den Nanowissenschaften, einem Forschungsgebiet, das Physik, Chemie und Biologie verbindet.

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Was winzige Kammern zeigen können

Bar-Ziv arbeitet in Weizmanns Abteilung für Chemische und Biologische Physik. Sein Labor untersucht, wie sich die Mechanismen des Lebens verhalten, wenn Forschende ausgewählte Bestandteile außerhalb einer lebenden Zelle zusammensetzen.

Bei einem Ansatz wird DNA in winzige Kammern eingebracht, die auf einem Siliziumchip gefertigt wurden. Die DNA enthält die Bauanleitungen für Proteine. Eine Mischung mit den erforderlichen biologischen Zutaten ermöglicht es, diese Anleitungen abzulesen und die Proteine direkt in den Kammern herzustellen.

Das Labor bezeichnet diese Kammern als künstliche Zellen. Indem Forschende ihre Anordnung und den Transport von Materialien steuern, können sie untersuchen, wie genetische Schaltkreise funktionieren, wie benachbarte Kammern einander beeinflussen und wie in einem größeren System koordinierte Aktivität entsteht.

Ein Preis über Fachgrenzen hinweg

Die veröffentlichten Regeln der Israelischen Chemischen Gesellschaft beschreiben den Tenne-Preis als jährliche Auszeichnung. Er soll herausragende Leistungen von Forschenden fördern, deren wissenschaftliche Tätigkeit hauptsächlich in Israel stattfindet. Die Regeln erkennen ausdrücklich den interdisziplinären Charakter der Nanowissenschaften an.

Nominierungen werden über die Leitungen der Fachabteilungen eingereicht. Dazu gehören eine Darstellung der wissenschaftlichen Beiträge der vorgeschlagenen Person, Veröffentlichungen und Empfehlungsschreiben. Ein Fachgremium wählt den Preisträger aus. Die Regeln sehen außerdem vor, die ausgezeichnete Person zu einem Vortrag über ihre Forschung auf einer Konferenz einzuladen.

Auf Bar-Zivs Profil im Forschungsverzeichnis von Weizmann ist der Tenne-Preis unter seinen Auszeichnungen für 2026 aufgeführt, zusammen mit dem Helen-und-Martin-Kimmel-Preis für innovative Forschung.

Ein Chip, viele virale Zielstrukturen

Eine praktische Anwendung des Laboransatzes erschien im Dezember 2025 in Nature Nanotechnology. Bar-Zivs Team und seine Kooperationspartner entwickelten einen Biochip, der virale Proteine herstellt und misst, wie Antikörper daran binden.

In der Studie produzierten die Forschenden gleichzeitig mehr als 30 Zielstrukturen des Coronavirus auf einem einzigen Chip. Außerdem untersuchten sie Antikörper in insgesamt einem Mikroliter menschlichen Serums, einer sehr kleinen Probe. Dabei fanden sie Erkennungsmuster, die sich von Mensch zu Mensch unterschieden.

Damit können Wissenschaftler zwei Fragen zugleich untersuchen: Welche Teile eines Virus erkennt ein Antikörper, und wie stark bindet er daran? Da die Proteine auf dem Chip hergestellt werden, lassen sie sich untersuchen, ohne jedes zuvor separat produzieren und reinigen zu müssen.

Die Forschenden bildeten auch die Bindung zwischen einem Teil des Spike-Proteins des Coronavirus und dem menschlichen ACE2-Rezeptor nach. Über diesen Rezeptor gelangt das Virus in Zellen.

Die Maschinerie der Zelle nachbauen

Ein weiterer Forschungszweig befasst sich mit Ribosomen, den molekularen Maschinen, die Proteine zusammensetzen. Ihre Komponenten nachzubilden hilft dabei, zu untersuchen, wie komplexe biologische Strukturen aus einfacheren Bestandteilen entstehen.

Nach Angaben von Weizmann arbeitet Bar-Zivs Labor an Systemen, die ihre eigene Maschinerie zur Proteinherstellung regenerieren können. Zudem untersucht es den Einsatz elektrischer Felder, um die Genexpression auf Chips zu steuern.

Eine am 15. Oktober online im Journal of the American Chemical Society veröffentlichte Arbeit untersuchte frühe und späte Phasen beim Zusammenbau einer großen ribosomalen Untereinheit in einem minimalen Versuchssystem. Zu den Autoren gehören Forschende von Weizmann, dem Technion und dem japanischen Forschungszentrum RIKEN.

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