PhD scholarship in Enzyme Discovery, Characterization, and Machine Learning for Micropollutant Degradation - DTU Bioengineering

Oversigt og nøgleindsigter
DTU Bioengineering søger ansøgere til et fuldt finansieret PhD-stipendium, der fokuserer på opdagelse og karakterisering af enzymer til nedbrydning af mikropolutanter ved hjælp af maskinlæring. Projektet kombinerer bioinformatik, enzymologi og strukturel biologi.
Højdepunkter
- Fokus på opdagelse af enzymer fra bakterielle og svampegenomer.
- Inkluderer udvikling af maskinlæringsmodeller til forudsigelse af enzym-substrat interaktioner.
- Omfattende biokemisk og biophysisk karakterisering af enzymer.
Påkrævede kvalifikationer
- • Mastergrad i biokemi, bioteknologi, bioinformatik eller relaterede områder.
- • Erfaring med proteinudtryk og -rening, enzymologi eller biofysiske assays.
- • God kommunikationsevner og evne til at arbejde i tværfaglige teams.
Ønskværdige kvalifikationer
- • Erfaring med maskinlæring eller dataanalyse.
- • Stærke programmeringsfærdigheder i f.eks. Python eller R.
Den ideale kandidat
Den ideelle kandidat har en solid akademisk baggrund inden for biokemi eller relaterede felter, samt praktisk erfaring med enzymologi og dataanalyse. Kandidaten skal være motiveret for at arbejde i et tværfagligt forskningsmiljø.
Jobdetaljer
Jobbeskrivelse
Jobbeskrivelse
We invite applications for a fully funded PhD position focused on the discovery, characterization, and computational analysis of enzymes capable of degrading urethane-containing micropollutants and microplastic analogs. The project combines bioinformatics, protein biochemistry, structural biology, and machine learning to expand the known family of AS enzymes and understand their substrate specificity.
The successful candidate will work at the interface of computational biology, enzymology, and structural biology, contributing to the development of predictive models linking enzyme sequence, structure, and activity toward environmentally relevant compounds.
Research Objectives
The project aims to:
- Discover and characterize new AS enzyme families from bacterial and fungal genomes.
- Determine enzyme kinetics and stability across environmental conditions.
- Develop machine learning models that predict enzyme–substrate interactions.
- Obtain structural insights into enzyme–micropollutant interactions using crystallography.
Responsibilities and qualifications
Key Responsibilities
1. Enzyme Discovery and Expression
You will:
- Perform bioinformatic mining of genomic databases using BLAST-based searches with known AS enzymes as query sequences.
- Identify homologous candidates based on:
- Presence of signature catalytic motifs
- Exclusion of sequences belonging to aminoacyl-tRNA synthetase (aaRS) clades
- Prioritization of fungal candidates containing putative secretion signals
- Select and analyze a dataset of 300+ candidate sequences.
- Clone and express selected constructs in E. coli or Pichia pastoris.
- Purify enzymes using Ni-NTA affinity chromatography.
- Characterize oligomeric states and solution behavior using size exclusion chromatography.
Expected outcome: Expression, purification, and characterization of >100 enzyme constructs.
2. Kinetic and Mechanistic Characterization
You will perform detailed biochemical and biophysical characterization including:
- Thermostability and ligand binding studies using nanoscale differential scanning fluorimetry (nanoDSF)
- Circular dichroism spectroscopy
- Binding affinity measurements using techniques such as:
- isothermal titration calorimetry (ITC)
- surface plasmon resonance (Biacore)
- fluorescence-based assays
- Kinetic analysis using:
- fluorometric or chromogenic activity assays
- LC–MS based activity measurements
These experiments will determine:
- enzyme specific activity
- optimal temperature and pH
- solvent tolerance
- substrate specificity toward micropollutants
The resulting dataset will form the experimental foundation for machine learning models.
We expect you to have A Master’s degree in biochemistry, biotechnology, bioinformatics, molecular biology, or related fields.
Experience with at least some of the following:
- protein expression and purification
- enzymology or biophysical assays
- bioinformatics or sequence analysis
- structural biology or crystallography
- machine learning or data analysis
Strong programming or data analysis skills (e.g., Python, R) are an advantage.
Excellent communication skills and the ability to work in an interdisciplinary team.
You must have a two-year master's degree (120 ECTS points) or a similar degree with an academic level equivalent to a two-year master's degree.
Approval and Enrolment
The scholarship for the PhD degree is subject to academic approval, and the candidate will be enrolled in one of the general degree programmes at DTU. For information about our enrolment requirements and the general planning of the PhD study programme, please see DTU's rules for the PhD education.
Assessment
The selection process will evaluate candidates through a combination of document review, technical assessment, and interview discussions to ensure they possess the scientific background, analytical thinking, and motivation required for this interdisciplinary project.
Candidates will first be assessed based on their academic transcripts, CV, and previous research experience. Particular attention will be given to coursework and thesis work related to biochemistry, molecular biology, enzymology, bioinformatics, structural biology, or computational biology. Evidence of laboratory experience in protein expression, purification, enzymatic assays, or bioinformatic analysis will be considered a strong advantage.
We offer
DTU is a leading technical university globally recognized for the excellence of its research, education, innovation and scientific advice. We offer a rewarding and challenging job in an international environment. We strive for academic excellence in an environment characterized by collegial respect and academic freedom tempered by responsibility.
Salary and appointment terms
The appointment will be based on the collective agreement with the Danish Confederation of Professional Associations. The allowance will be agreed upon with the relevant union. The period of employment is 3 years.
Starting date is according to mutual agreement. The position is a full-time position.
Application procedure
Your complete online application must be submitted no later than 9 April 2026 (23:59 Danish time).
Applications must be submitted as one PDF file containing all materials to be given consideration. To apply, please open the link "Apply now", fill out the online application form, and attach all your materials in English in one PDF file. The file must include:
- A letter motivating the application (cover letter)
- Curriculum vitae
- Grade transcripts and BSc/MSc diploma (in English) including official description of grading scale
You may apply prior to obtaining your master's degree but cannot begin before having received it. Applications received after the deadline will not be considered.
All interested candidates irrespective of age, gender, disability, race, religion or ethnic background are encouraged to apply.
Karrierevej
Typisk karriereforløb
Postdoc Researcher
Senior Research Scientist
Principal Investigator
Vækstpotentiale
Denne stilling giver mulighed for at udvikle avancerede færdigheder inden for enzymforskning og maskinlæring, som er eftertragtede i både akademiske og industrielle indstillinger. Karrierevejen kan føre til ledende forskningspositioner, hvor man kan påvirke udviklingen af nye bioteknologiske løsninger.
Overførbare færdigheder
Branchekontekst
Stillingen er central i den stigende fokus på bæredygtig teknologi og miljøbeskyttelse. Forskning i enzymatisk nedbrydning af mikropollutanter er relevant for både akademiske institutioner og bioteknologiske virksomheder, der arbejder med miljøløsninger.
Færdighedsanalyse
Kritiske færdigheder
Erfaring med kloning og udtryk af proteiner i E. coli eller Pichia pastoris samt renhed ved hjælp af Ni-NTA affin chromatografi.
Evne til at udføre detaljeret biokemisk og biophysical karakterisering, herunder studier af termostabilitet og ligandbinding.
Vigtige færdigheder
Færdigheder i bioinformatic mining af genomiske databaser og sekvensanalyse ved hjælp af BLAST.
Udvikling af maskinlæringsmodeller til at forudsige enzym-substrat interaktioner baseret på eksperimentelle data.
Ønskværdige færdigheder
Stærke programmerings- eller dataanalysefærdigheder til at håndtere og analysere store datasæt.
Erfaring med krystallografi for at opnå strukturelle indsigter i enzym-mikropollutant interaktioner.
Mest kritiske færdigheder
Sådan fremhæver du din erfaring
Fremhæv tidligere projekter, hvor du har arbejdet med proteinudtryk og enzymkarakterisering. Beskriv specifikke teknikker, du har anvendt, samt resultaterne af dit arbejde for at demonstrere dine færdigheder og erfaringer.
Interviewforberedelse
Sandsynlige spørgsmål
Kan du beskrive din erfaring med bioinformatik og hvordan du har anvendt det i tidligere projekter?
erfaringTip: Giv konkrete eksempler på projekter, hvor du har brugt bioinformatik, og hvordan det bidrog til resultaterne.
Hvilke metoder til enzymkarakterisering har du erfaring med?
tekniskTip: Nævn specifikke metoder og værktøjer, du har brugt, og beskriv hvordan de har hjulpet dig med at opnå resultater.
Hvordan integrerer du maskinlæring i dit arbejde med enzymforskning?
tekniskTip: Diskuter specifikke eksempler på, hvordan du har anvendt maskinlæring og hvilke resultater det har givet.
Kan du give et eksempel på en udfordrende situation i et forskningsprojekt og hvordan du håndterede den?
situationTip: Fokuser på din problemløsning og evnen til at tilpasse dig.
Hvad motiverer dig til at arbejde med mikropollutant nedbrydning?
kulturTip: Del dine personlige værdier og hvordan de relaterer til projektets mål.
Spørgsmål du kan stille
- Hvordan måler I succesen af PhD-projekterne her på DTU Bioengineering?
- Hvilke muligheder er der for samarbejde med andre forskningsgrupper i dette projekt?
- Hvordan understøtter DTU Bioengineering medarbejdernes faglige udvikling?
Tale punkter
- Min baggrund i biokemi og erfaring med proteinudtryk og -rensning.
- Min interesse for maskinlæring og hvordan det kan anvendes i enzymforskning.
- Betydningen af bæredygtighed og miljøbeskyttelse i mit forskningsarbejde.
Bekymringspunkter at være opmærksom på
- Manglende erfaring med relevante teknikker nævnt i jobopslaget.
- Uklare svar på spørgsmål om tidligere projekter eller erfaring.
Ansøgningsstrategi
Ansøgningstips
- Fremhæv din erfaring med enzymatisk karakterisering og biokemiske metoder.
- Inkluder specifik erfaring med bioinformatik og maskinlæring, især i relation til enzymers substratspecificitet.
- Vis din evne til at arbejde tværfagligt og nævn konkrete projekter, hvor du har anvendt denne tilgang.
Nøgleord at inkludere
Fokus i ansøgningen
Fremhæv din passion for enzymforskning og din erfaring med relaterede teknikker, samt hvordan du kan bidrage til projektets ambitioner om at forstå mikropolutant nedbrydning.
Tilpasning af CV
Sørg for at inkludere relevante kurser og projekter, der relaterer sig til enzymatisk forskning, bioinformatik og maskinlæring, og fremhæv specifikke resultater fra tidligere arbejde.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad indebærer stillingen?
Stillingen som PhD-stipendiat fokuserer på opdagelse og karakterisering af enzymer, der kan nedbryde mikropollutanter. Du vil arbejde med bioinformatik, proteinbiokemi og maskinlæring for at udvikle modeller, der forbinder enzymernes sekvenser, strukturer og aktiviteter.
Hvilke kvalifikationer kræves?
Du skal have en kandidatgrad i biokemi, bioteknologi, bioinformatik eller beslægtede felter. Erfaring med proteinudtryk, enzymologi, bioinformatik eller strukturel biologi er også ønskeligt.
Hvad tilbyder virksomheden?
DTU Bioengineering tilbyder en fuldt finansieret PhD-stilling med adgang til avancerede forskningsfaciliteter og et dynamisk forskningsmiljø. Du vil arbejde sammen med eksperter inden for enzymforskning og maskinlæring.
Hvordan er arbejdsmiljøet?
Arbejdsmiljøet på DTU Bioengineering er innovativt og samarbejdsorienteret, hvor du vil have mulighed for at interagere med forskere fra forskellige discipliner. Der er fokus på både personlig og faglig udvikling.
Hvad er forventningerne til kandidaten?
Kandidaten forventes at udføre udfordrende eksperimenter, indsamle og analysere data, samt bidrage til publicering af forskningsresultater. Du skal også være i stand til at arbejde selvstændigt og i teams.
Hvilke metoder vil du arbejde med?
Du vil arbejde med forskellige metoder såsom bioinformatic mining, enzymkinetik, samt strukturelle analyser ved hjælp af teknikker som X-ray krystallografi. Der vil også være fokus på at udvikle maskinlæringsmodeller.
Hvordan ansøger jeg om stillingen?
Du kan ansøge om stillingen ved at sende din ansøgning og CV gennem DTU's officielle hjemmeside. Sørg for at inkludere relevante dokumenter, der viser dine kvalifikationer og erfaring.
Hvad er projektets langsigtede mål?
Projektets langsigtede mål er at udvide viden om AS enzymfamilier og deres evne til at nedbryde miljømæssigt relevante forbindelser, hvilket kan bidrage til bæredygtige løsninger på mikropollution.