Forschung

Forschungsschwerpunkte: mikrobielle Biochemie, synthetische Biologie, Umweltbiologie, Kohlendioxid-UmwandlungTobias J. Erb ist Biologe und Chemiker. Sein Hauptinteresse gilt der synthetischen Biologie und der terrestrischen Mikrobiologie. Dabei geht es vor allem um die Entdeckung und das Design von Enzymen und Stoffwechselnetzwerken. Seine Arbeiten haben den Weg zu einer nachhaltigeren Fixierung des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) geebnet. So wird CO2 beispielsweise mittels künstlicher Photosynthese in Bioreaktoren erzeugt, um der Atmosphäre entzogen und als industrieller Rohstoff genutzt zu werden.

Tobias J. Erb geht grundlegenden Konstruktionsprinzipien des Stoffwechsels lebender Systeme nach, um sie im Detail zu verstehen und nachzubilden. Sein Augenmerk ist dabei auf neue Stoffwechselwege und Enzyme im Kohlenstoffkreislauf gerichtet, die bisher noch nicht entdeckt und erforscht sind.

Die Gruppe von Tobias J. Erb hat Methoden entwickelt, die es ermöglichen, einzelne Schritte von Enzymreaktionen aufzulösen und sie nahezu in „Zeitlupeׅ“ zu verfolgen. So erforscht das Team die räumliche Trennung biologischer Prozesse in Reaktionsräume durch Membranproteine. Das heißt, die Forschenden schaffen künstliche Kompartimente und statten synthetische Membranen mit funktionellen Proteinen aus, um diese mit natürlichen bzw. naturnahen Eigenschaften auszustatten.

Ein zentrales Studienobjekt von Tobias J. Erb ist eine neue Klasse von CO2-fixierenden Enzymen, sogenannte reduktive Carboxylasen. Sie gehören zu den effizientesten der bisher bekannter CO2-fixierenden Enzyme. Tobias J. Erb gelang es in einem interdisziplinären Team, die Evolution von Rubisco, einem zentralen Enzym der Photosynthese, durch eine Kombination von synthetischer und evolutionärer Biologie im Labor molekular zu rekonstruieren. Die Erkenntnisse dienen dazu, neue CO2-bindende Enzyme zu entwickeln. Zudem können die Systeme Einzug in Bioreaktoren halten, um Wertstoffe etwa für die pharmazeutische oder chemische Industrie oder Biokraftstoffen herzustellen.

Werdegang

• seit 2018 Professor für Biologie, Philipps-Universität Marburg
• seit 2017 Direktor sowie Leiter, Abteilung für Biochemie und Synthetischer Metabolismus, Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie, Marburg
• 2014-2017 Leiter, Forschungsgruppe, Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie, Marburg
• 2012-2014 Leiter, Nachwuchsgruppe, Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich, Zürich, Schweiz
• 2011-2012 Wissenschaftler, ETH Zürich, Zürich, Schweiz
• 2009-2011 Postdoktorand, University of Illinois, Champaign, USA
• 2009 Promotion in Mikrobiologie, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
• 2007 Gastwissenschaftler, Ohio State University, Columbus, USA
• 2005-2009 Doktorand in Mikrobiologie, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
• 2005 Magister in Chemie und Biologie, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
• 2005 Diplom in Biologie, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Projekte

• seit 2023 Principal Investigator, Advanced Grant „pro2neo-RUBISCO Resurrecting, re-evolving and reinventing Rubisco: From the evolutionary past of Earth’s No. 1 CO2-fixing enzyme to its synthetic future“, European Research Council (ERC)
• 2016-2020 Leiter, Teilprojekt „Neue Prinzipien im bakteriellen Zentralkohlenstoffwechsel: Die Antwort des Metabolismus von Alphaproteobakterien auf Umweltsignale“, Sonderforschungsbereich (SFB) 987, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
• 2015-2020 Principal Investigator, Starting Grant „SYBORG: combining SYnthetic Biology and chemistry to create novel CO2-fixing enzymes, ORGanelles and ORGanisms“, European Research Council (ERC)
• 2009-2011 Antragsteller, Projekt „Structure, mechanism and function in the ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RubisCO) superfamily“, DFG

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• 2024 Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
• seit 2023 Mitglied, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 2022 Future Insight Prize, Merck KGaA, Darmstadt
• 2021 Prix Forcheurs Jean-Marie Lehn
• seit 2021 Mitglied, European Molecular Biology Organization (EMBO), Heidelberg
• seit 2019 Mitglied, European Academy of Microbiology (EAM)
• 2018 Otto-Bayer-Preis, Bayer Foundation, Leverkusen
• 2017 Forschungspreis, Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM), Frankfurt am Main
• 2016 Heinz Maier-Leibnitz-Preis, DFG
• 2015 C&EN’s Talented 12, Up-and-coming chemists of 2015, American Chemical Society, USA
• 2013 Encouragement Award, Swiss Society for Microbiology (SSM), Schweiz
• 2013 Mitglied, Die Junge Akademie, Berlin
• 2012-2014 Fellow, Ambizione-Programm, Schweizerischer Nationalfonds (SNF), Schweiz
• 2011 Poster Award, 22nd Enzyme Mechanisms Conference, USA
• 2011 Richard I. Gumport Travel Award, University of Illinois Urbana-Champaign, Champaign, USA
• 2010 Promotionspreis, VAAM, Frankfurt am Main
• 2010 Hans-Grisebach-Preis, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
• 2006 Alumni-Preis für Studienleistungen, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg