ERC Advanced Grant für Physikerin Cecilia Clementi
Die renommierte Physikerin Prof. Dr. Cecilia Clementi von der Freien Universität Berlin erhält einen Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats (European Research Council, ERC). Für ihr Forschungsprojekt „ProDyGe“ („Protein Dynamics with Generalized machine-learned potentials“) bewilligt der ERC Fördermittel in Höhe von rund 3,037 Millionen Euro für eine Laufzeit von fünf Jahren.
Mit dem ERC Advanced Grant fördert die Europäische Union herausragende etablierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die mit ihren Projekten neue Forschungsfelder erschließen und wissenschaftliche Durchbrüche erwarten lassen.
Cecilia Clementi ist Professorin für Theoretische und computergestützte Biophysik an der Freien Universität Berlin und wurde im Rahmen einer Einstein-Professur an die FU Berlin berufen. Ihre Forschung verbindet Methoden der statistischen Physik, der computergestützten Biophysik und des maschinellen Lernens, um komplexe biologische Prozesse auf molekularer Ebene zu verstehen.
„Unser Ziel ist es, mit ProDyGe biomolekulare Prozesse über Größen- und Zeitskalen hinweg vorhersagbar zu machen, die bisher für Simulationen kaum zugänglich waren. Wenn uns dies gelingt, könnten wir komplexe biologische Mechanismen deutlich besser verstehen und neue Wege eröffnen, um etwa die Wirkung von Medikamenten oder die Funktion großer molekularer Maschinen zu untersuchen. Der ERC Advanced Grant gibt uns die Möglichkeit, einen völlig neuen Ansatz an der Schnittstelle von Physik, Biologie und Künstlicher Intelligenz zu verfolgen“, sagt Cecilia Clementi.
Neue Wege zur Simulation biologischer Moleküle
Proteine und andere Biomoleküle sind die grundlegenden Bausteine des Lebens. Ihre Funktionen hängen jedoch nicht allein von ihrer Struktur ab, sondern vor allem von ihren dynamischen Bewegungen und Wechselwirkungen. Während in den vergangenen Jahren große Fortschritte bei der Entschlüsselung von Proteinsequenzen und der Vorhersage von Proteinstrukturen erzielt wurden, gilt die präzise Beschreibung biomolekularer Dynamik heute als eine der zentralen Herausforderungen der modernen Molekularbiologie.
Hier setzt das ERC-geförderte Projekt „ProDyGe“ an. Ziel ist die Entwicklung eines universell einsetzbaren, auf maschinellem Lernen basierenden Modells, das die Simulation großer biomolekularer Systeme deutlich effizienter macht, ohne an Genauigkeit einzubüßen. Solche Computersimulationen ermöglichen Einblicke in Prozesse, die für Gesundheit und Krankheit von grundlegender Bedeutung sind, etwa die Faltung von Proteinen, die Bindung von Wirkstoffen oder die Funktionsweise großer molekularer Komplexe.
Dazu entwickelt das Forschungsteam um Prof. Cecilia Clementi ein neues physikbasiertes Verfahren des maschinellen Lernens, das Informationen aus hochauflösenden Simulationen und experimentellen Daten kombiniert. Das Modell soll nicht nur auf unterschiedliche biomolekulare Systeme übertragbar sein, sondern auch Vorhersagen über Strukturänderungen, Energielandschaften und Bindungsstärken biologischer Moleküle ermöglichen.
Zur Person
Prof. Dr. Cecilia Clementi ist Professorin für Theoretische und computergestützte Biophysik an der Freien Universität Berlin. Zuvor war sie unter anderem Professorin an der Rice University in Houston, Texas, (USA) und Co-Direktorin des „Molecular Science Software Institute“, das von der US National Science Foundation (NSF) gefördert (2016-2026) war. Ihre Forschungsschwerpunkte liegen in der Simulation komplexer biophysikalischer Prozesse mit groß angelegten Datensätzen und der Entwicklung datengetriebener Methoden zur Modellierung biomolekularer Prozesse. Seit vielen Jahren zählt sie international zu den führenden Wissenschaftlerinnen auf dem Gebiet der biomolekularen Simulation.
