Corinna Kufner ist neue Professorin an der Uni Jena
Physikerin untersucht den Einfluss von Sonnenlicht auf die Bildung erster Biomoleküle auf der Erde.
Vor vier Milliarden Jahren war die Erde ein unwirtlicher Ort: heiß, vulkanisch aktiv und phasenweise intensiver Strahlung ausgesetzt. Und doch entstanden aus dieser Ursuppe die ersten Bausteine des Lebens. Welche Rolle spielte Licht dabei? Dieser Frage geht Corinna Kufner nach. Die Physikerin ist seit April 2026 Professorin für Photonische Abiogenese an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Bereits Ende 2024 war sie von der Harvard University nach Jena gewechselt, um am Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT) eine eigene Nachwuchsgruppe aufzubauen. Mit ultraschneller Spektroskopie untersucht Kufner, wie UV-Strahlung chemische Reaktionen auf der frühen Erde angestoßen und beeinflusst haben könnte. Ihre Forschung verbindet zwei Bereiche, die bislang kaum zusammengeführt wurden: die Origins-of-Life-Forschung und photonische Technologien.
Lange Zeit wurden die chemischen Prozesse der frühen Erde vor allem unter Ausschluss von Licht und mit stark konzentrierten Ausgangsstoffen untersucht. Tatsächlich waren Moleküle auf der Erdoberfläche jedoch immer wieder intensiver Sonnenstrahlung ausgesetzt. Ohne schützende Ozonschicht traf energiereiches UV-Licht direkt auf sie. Hier setzt Kufners Forschung an: UV-Licht könnte auf der frühen Erde wie ein chemischer Filter gewirkt haben.
„In meiner Doktorarbeit habe ich erforscht, dass Sonnenlicht nicht nur das Erbgut schädigt, sondern auch Prozesse anstoßen kann, die zur Reparatur beitragen“, berichtet Corinna Kufner. „Sonnenlicht kann also aktiv Schäden im Genom reparieren.“ Diese Beobachtung wurde für sie zum Ausgangspunkt einer grundlegenden Frage: Welche Rolle spielte Licht in der chemischen Evolution?
Aktuelle Arbeiten deuten darauf hin, dass UV-Strahlung die Auswahl früher genetischer Bausteine beeinflusst haben könnte. Manche Moleküle zerfielen unter der Strahlung rasch, andere erwiesen sich als stabiler und hatten damit womöglich bessere Chancen, Teil der frühen chemischen Evolution zu werden. Licht wäre damit nicht nur Energiequelle gewesen, sondern auch ein Faktor, der die frühe Entwicklung des Lebens mitprägte.
UV-Strahlung im Fokus
Wie Licht ein Molekül verbiegt
Molekulare Verfolgung auf der Überholspur
Leben in nächster Nachbarschaft?
Seit 2025 leitet Kufner am Leibniz-IPHT die Nachwuchsgruppe „Photonische Abiogenese“, die im Rahmen des Nexus-Programms der Carl-Zeiss-Stiftung gefördert und zusätzlich von der Leibniz-Gemeinschaft unterstützt wird. An der Friedrich-Schiller-Universität Jena wird sie künftig auch in der Lehre tätig sein. Geplant sind Lehrveranstaltungen im Masterstudiengang Chemistry of Materials sowie ein Seminar zum Thema Origins of Life.
Im Labor simuliert Kufners Team Bedingungen der frühen Erde. Mithilfe ultraschneller spektroskopischer Methoden machen die Forschenden selbst extrem kurzlebige Zwischenzustände sichtbar: Prozesse, die nur für Milliardstel Sekunden bestehen und mit herkömmlichen Methoden kaum beobachtet werden können. Sie könnten entscheidend dafür sein, wie aus einfachen Molekülen schrittweise komplexe, funktionale Strukturen entstanden.
„Wir werden Versuche zur Ursuppe durchführen, um zu verstehen, welche photochemischen Prozesse dort abgelaufen sind“, erklärt Kufner. Ihr Ansatz verbindet präbiotische Photochemie mit ultraschneller Pump-Probe-Spektroskopie. Ziel ist es, neue lichtgetriebene Reaktionspfade zu identifizieren und besser zu verstehen, wie Licht zur Entstehung biologischer Funktionalität beigetragen haben könnte.
Die Erkenntnisse reichen über die Grundlagenforschung hinaus. Die Forschenden untersuchen dabei dieselben grundlegenden photochemischen Prozesse, die auch in modernen Anwendungen eine Rolle spielen, etwa wenn Licht gezielt Moleküle verändert, aktiviert oder zerstört. Solche Mechanismen sind beispielsweise für die photodynamische Krebstherapie relevant, bei der Licht genutzt wird, um Tumorzellen gezielt zu schädigen.
Gleichzeitig liefert die Forschung wichtige Hinweise für die Suche nach Leben im All. Zu verstehen, unter welchen UV-Bedingungen Biomoleküle stabil bleiben oder zerfallen, kann dabei helfen abzuschätzen, auf welchen Planeten sich Leben entwickeln könnte und nach welchen chemischen Spuren Raumsonden künftig suchen sollten. [IPHT / dre]
