Dr. Tsvetomir Ivanov
Tsvetomir Ivanov schloss sein Doppelstudium der Chemie an der Technischen Universität Hamburg und der Universität für Chemische Technologie und Metallurgie in Sofia mit einem DAAD-Stipendium ab. Während seines Grundstudiums schrieb er seine Diplomarbeit in der Gruppe von Prof. Kai Sundmacher am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg. Sein Forschungsschwerpunkt war die Entwicklung einer mikrofluidikbasierten Methode zur Erzeugung von lipidbasierten Riesen-Unilamellar-Vesikeln und deren Verwendung als zellähnliche Kompartimente. Im Jahr 2020 wechselte er als Doktorand in die Abteilung von Prof. Katharina Landfester am Max-Planck-Institut für Polymerforschung und arbeitete dort in der Arbeitsgruppe Synthetische Biologie von Dr. Lucas Caire da Silva. Für seine Doktorarbeit entwickelte er verschiedene supramolekulare Systeme auf der Basis von Riesenvesikeln und Koazervaten. Nach seinem Abschluss im Jahr 2025 wurde er Gruppenleiter der Gruppe Biokondensatsysteme im Rahmen des Projekts für künstliche Zellen in der Abteilung von Prof. Landfester.
Forschungsinteressen
Meine Forschungsinteressen liegen an der Schnittstelle von Organischer Chemie, Molekularbiologie und Technik. Der Schwerpunkt meiner Arbeit liegt auf der Entwicklung von Multikompartiment-Systemen mit wohldefinierter hierarchischer Organisation und Funktion mittels technischer Strukturkomponenten, die zur Bottom-up-Selbstorganisation fähig sind, für künstliche Zellen/Organellen, Katalyse, Kommunikation und Nanomedizinforschung.
Der erste Aspekt meiner Arbeit befasst sich in erster Linie mit der Entwicklung von bioinspirierten Mehrkompartimentensystemen, wobei der Schwerpunkt auf der Einbeziehung adaptiver Verhaltensweisen wie Wachstum, Teilung und Motilität in Bottom-up-Protozellen liegt. Durch die Entwicklung dynamischer und anpassungsfähiger Blockcopolymere, die auf äußere Einflüsse wie pH-Wert, Licht und Temperatur reagieren, und die Einbeziehung von Suborganellen wie Nanokapseln, Koazervaten und Vesikeln können wir die Bedeutung der Kompartimentierung in lebenden Zellen verstehen und robuste Bioreaktorsysteme schaffen. Diese Protozellen können die natürliche Struktur und Organisation eukaryontischer Zellen nachahmen und so die Kluft zwischen Materialien und Leben überbrücken.
Der zweite Aspekt meiner Arbeit konzentriert sich auf die Erforschung des Verhaltens der Phasenseparation zweier Flüssigkeiten durch den Aufbau einer Bibliothek von kurzen Molekülen auf Peptidbasis. Wenn wir solche kurzen Peptide über kovalente Bindungen mit Molekülen wie synthetischen Katalysatoren, Proteinen und Polymeren funktionalisieren, können wir ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften untersuchen. Ihre Struktur und Funktionalität ist analog zu ungeordneten Proteinen in lebenden Zellen und kann als minimales Modellsystem für synthetische Organellen dienen. Kurze Moleküle auf Peptidbasis können in der Lage sein, natürliche und synthetische Membranen zu durchdringen und Kommunikationsnetze zwischen natürlichen und synthetischen Zellen aufzubauen. Diese Kommunikation kann zu Anwendungen in der Nanomedizin und zur Bildung synthetischer Zellnetzwerke weiterentwickelt werden.