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25. Januar 2014

Der Gipfelstürmer

BZ-SERIE HELLE KÖPFE (7): Der Biologe Thomas Jenuwein sucht nach den heimlichen Herrschern in der Zelle.

  1. Oben: Tomas Jenuwein mit einem Modell des methylierten Chromatins (DNA blau/ Histon: weiß). Unten: In der Zelle wird die DNA in 46 Großpaketen untergebracht, den Chromosomen. Foto: Thomas Kunz/inet/mpG

  2. Foto: MPI

  3. Foto: inet

infallsreiche und kluge Wissenschaftler sind die Grundlage für den Erfolg einer Universität und einer Region. Wir stellen Ihnen in dieser Serie Menschen vor, die den Forschungsstandort Südbaden starkmachen: Helle Köpfe, die in der globalen Wissenschaftswelt eine Rolle spielen, die Herausragendes leisten oder faszinierende Fragen lösen. Heute: der Epigenetiker Thomas Jenuwein.

EAuch in der Wissenschaft kann ein kurzer Moment über eine ganze Karriere entscheiden. Wenn Thomas Jenuwein von diesem Wendepunkt seiner Laufbahn erzählt, hat er längst den Lederstuhl hinter seinem Schreibtisch verlassen, marschiert lebhaft gestikulierend in seinem Büro auf und ab und aus der sachlichen Schilderung einer wichtigen wissenschaftlichen Entdeckung ist längst die Kriminalgeschichte Dr. J jagt SUVAR39H1 geworden.

Fünf Jahre lang hatte der junge Wissenschaftler am Institut of Molekular Pathologie in Wien scheinbar ergebnislos geforscht. Jenuwein glaubte sich der Lösung des Rätsels auf der Spur, warum manchen Genen schon eine minimale räumliche Änderung im DNA-Knäuel ausreicht, um jegliche Arbeit einzustellen. Was er besaß, war das Eiweiß, das bei diesem Prozess eine entscheidende Rolle spielte. Was ihm immer noch fehlte, war das Wissen, warum es so wichtig war und was es genau tat.

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Die Kollegen tuschelten schon auf dem Flur über den vermeintlich unproduktiven Jungforscher, der Chef hatte sich seinen langsamen Brüter im Aufzug bereits kritisch zur Brust genommen, als sich Jenuwein zu einer Konferenzreise in die USA aufmachte. Auf einen Notizzettel kritzelte er zuvor noch schnell ein paar Anweisungen für den nächsten Suchversuch. "Als ich zurückkam, legte mir mein Student ein Autoradiogramm mit einer fetten Bande auf den Tisch", schwärmt der Wissenschaftler. Der dicke dunkle Fleck auf dem Film, der die radioaktiv markierten Bestandteile der Probe aufschlüsselte, bewies: Das gesuchte Protein war ein entscheidender, in allen Säugetieren aktiver Ausschaltknopf der Genfunktion. "Ich wusste, das verändert mein Leben", erinnert sich Jenuwein, "damit– war – der Durchbruch – geschafft."

Er sollte sich nicht geirrt haben. Als Managing Director des Freiburger Max-Planck-Instituts für Immunbiologie und Epigenetik ist der 57-Jährige heute in der Champions League seines Fachbereichs angekommen. Auf die entscheidende Entdeckung hatte er mit seinen Laborkollegen noch einen Stapel wichtiger Forschungsarbeiten folgen lassen. Dank diesen und anderen Arbeiten ist klar: Das von Jenuwein einst entdeckte Enzym SUVAR39H1 wacht mit ein paar Verwandten darüber, dass in den Zellen nur die Teile des Erbguts aktiv sind, die wirklich gebraucht werden.

Zur Epigenetik, wie sich das Fachgebiet der DNA-Steuerung nennt, kam der Biologe erst über Umwege. "Als Student war ich zunächst fasziniert von den Onkogenen", erzählt er. Zwei Amerikaner hatten 1976 entdeckt, dass der Krebs den Zellen nicht nur von außen aufgezwungen wird. Die fehlgeleiteten Gene, die sie Amok laufen lassen, sind ihnen von Anfang an als so genannte Proto-Onkogene mitgegeben.

Durch die Entdeckung war der Startschuss gegeben für eine wilde Suche nach weiteren genetischen Zeitbomben im Zellinneren – hier rockte die Wissenschaft und Jenuwein wollte dabei sein. Mit seiner Begeisterung machte der Erlanger Student Eindruck am Heidelberger EMBL, einem "Mekka der Molekularbiologie", wie der 57-jährige noch heute schwärmt. "Hier tat sich für mich eine Welt auf", das internationale Flair, die viele klugen Kollegen, "alle durch ein Bewerbungsverfahren ausgewählt – und ich gehörte dazu."

Noch heute sind die Erzählungen des Forschers gespickt mit Kollegen-Namen. Von den einen schwärmt er wie von Popstars, andere erwähnt er mit großer Dankbarkeit – selbst besonders hilfreiche Studenten sind Jenuwein eine namentliche Erwähnung wert. "Dieses Miteinander, diese Energie, dieses Spannende", dem Forscher Thomas Jenuwein scheint die Zusammenarbeit mit klugen Kollegen stets Quell der Inspiration und Motivation zu sein.

Geschmückt mit den ersten Orden der Wissenschaft, Veröffentlichungen in renommierten Fachzeitungen, bewarb sich der Frisch-Promovierte für die nächste Karrierestufe in San Francisco. Und einen erneuten Richtungswechsel: "Ich habe meinem damaligen Chef gesagt: ’Ich komme nicht um Dinge zu reproduzieren, ich will nicht nur weitere Transkriptionsfaktoren entdecken.’" Für den Biologen stand fest: Andere mögen sich horizontal von einem wissenschaftlichen Trippelschritt zum nächsten kämpfen, ein Thomas Jenuwein bevorzugt die "vertikale Forschung", wie er sie nennt: Den Durchbruch nach oben in neue Wissenswelten. Steil nach oben bewegt sich Jenuwein auch gerne in seiner Freizeit. Als begeisterter Hobby-Bergsteiger und Ski-Tourengänger hat er im August zumindest schon einmal auf dem Gipfel des Mont Blanc am europäischen Dach gekratzt.

Der riskante Weg führt oft eng am Karriereabgrund vorbei

Das kann nach einem ausgeprägten Ego klingen, man kann es aber auch als wissenschaftlichen Abenteuergeist bezeichnen. Denn wer den von der Forschung gesicherten Boden verlässt, um neue Wissenskontinente zu suchen, nimmt stets ein hohes Risiko in Kauf. Nicht nur in Wien hat Jenuwein tief in den Karriereabgrund geblickt. Auch in San Francisco gelangen die laufbahnfördernden Veröffentlichungen erst sehr spät. Die Stelle in Österreich fand sich erst nach einer Bewerbungs-Durststrecke.

Jenuwein behielt seinen Kurs trotzdem bei: Kaum in Wien angekommen, schwenkte er erneut um: Diesmal lockte ihn die Verpackung des Erbguts, das Chromatin, und welche Rolle sie bei der Steuerung der Gene spielt. "Ich hatte keine Ahnung, was das Chromatin ist, aber ich wusste, dass es dort spannende Fragen zu lösen gibt", erinnert er sich. Und hier wurde die ganze alltägliche Vergeblichkeit wissenschaftlichen Suchens, die langen frustrierenden, ergebnislosen Nächten im Labor belohnt: Die Rakete hob ab, die nächste Umlaufbahn wurde erreicht und Thomas Jenuwein hatte seinen eigenen Number-One-Hit gelandet. Sein wichtigstes bisheriges Karrierefazit lautet für ihn auch wegen solcher Erfahrungen: "Man muss sich für etwas so brennend interessieren, dass man durch die Wand geht dafür."

Dass diese Begeisterung noch in ihm brennt, ist kaum zu überhören. Enthusiastisch und unter Einsatz des ganzen Körpers jagt er den Zuhörer durch ein 35-jähriges Forscherleben. Die jung wirkende Leidenschaft geht Hand in Hand mit der äußerlichen Erscheinung. Unter der wasserstoffblonden Frisur ist der Kragen des gemusterten Hemdes hoch gestellt, darüber trägt Jenuwein schwarzes Fleece zu schwarzer Hose, am Handgelenk baumelt eine bunte Swatchuhr. Modetechnisch steht der Institutschef dem Jungforscher weiterhin näher als den Uni-Professoren im Rotarierclub.

2008 wurde Thomas Jenuwein nach Freiburg berufen. Er kam gern, "auch weil die Stadt gerade in der Biologie und den Naturwissenschaften ein Top-Standort ist." Spätestens mit seinem Wechsel kam auch die Epigenetik als Aushängeschild dazu, das einstige Max-Planck-Institut für Immunbiologie legte sich sogar einen eigenen Standort für die Zukunftstechnologie zu.

Hier versucht Jenuwein nun, die noch fehlenden Teile seine Puzzles zusammensuchen: Er möchte die Kräfte verstehen, die das von ihm entdeckte Enzym und seine Mitspieler lenken. Wodurch wird bestimmt, welche Gene epigenetisch abgeschaltet werden? Stecken dahinter Umweltfaktoren wie Nahrung oder Stress? Aktuelles Ziel Nummer zwei ist es, jungen Forschern die Möglichkeiten zu geben, die man ihm selbst einst in Wien gönnte: Die Zeit, das Geld und das Vertrauen, neue, mutige Wege zu gehen. "Das Projekt hätte ich natürlich auch in Wien machen können", sagt er. "Aber da gab es das ja schon."

HINTERGRUND

Das Trick-Repertoire der Epigenetik

Um die Gene und Erbgutabschnitte auszuschalten, bedient sich der Körper
verschiedenster Methoden. Mittels kleiner, an die DNA gehefteter Molekülanhängsel kann er zum Beispiel bestimmte Erbgutabschnitte zeitweise in den Ruhestand schicken. Eine ähnliche Wirkung hat es, wenn die Zelle mit Hilfe der sogenannten RNA-Interferenz die Boten abfängt, die die Befehle der DNA an die Zellorgane übermittelt. Müssen bestimmte Abschnitte längerfristig aus dem Verkehr gezogen werden, soll zum Beispiel eine Stammzelle endgültig zu einem Dasein als Nervenzelle verurteilt werden, bedient sich der Körper Jenuweins Enzymen: Mit ihrer Hilfe packt er die Gene so gut weg, dass die Zelle die entsprechenden Seiten im Buch des Lebens nicht mehr aufblättern kann. Der Trick: Um die zwei Meter DNA-Strang in dem nur sechs Mikrometer großen Zellkern unterzubringen, muss er dicht verpackt werden. Zu diesem Zweck wickelt ihn die Natur um kleine Proteinkügelchen, sogenannte Histone. Rückt dieser Komplex, das Chromatin, ganz eng zusammen, ist die DNA weggeschlossen. Rücken die Histon-DNA-Pakete wieder auseinander, können die zuständigen Enzyme die jeweiligen Gene wieder in Arbeitsanweisungen für die Zelle übersetzen. Welcher Zustand gerade vorliegt, entscheiden auch in diesem Fall kleine Molekülanhängsel, mit denen die Histone wie mit Fähnchen gespickt sind. Sogenannte Acetyl-Anhängsel geben das Signal zum Auseinanderrücken der Histone. Methyl-Fähnchen wiederum schalten den jeweiligen Erbgutabschnitt wieder still. Seinen entscheidenden Durchbruch als Wissenschaftler verdankt Jenuwein der Entdeckung des Mechanismus, mit dem die Methyl-Gruppen ans Histon angeheftet werden.  

Autor: mich

Autor: Michael Brendler