„Wir haben das menschliche Erbgut zu 99 Prozent entschlüsselt“, verkündete der US-Forscher Craig Venter am 6. April vergangenen Jahres. Damit sei die „Mondlandung der Biologie geglückt“, jubelten Wissenschaftler auf der ganzen Welt. Denn wer die Gene kennt und weiß, wie ihre Produkte, die Proteine, wirken, kann bis ins kleinste Detail studieren, wie ein Organismus funktioniert.
Gene offenbaren Veranlagungen zu bestimmten Eigenschaften, Krankheiten und Talenten. Doch was macht den Menschen zum dem, was er ist? Wären wir allein durch Gene bestimmt - so argumentieren die Kritiker der Gendogmatiker - würden wir uns kaum von anderen Lebewesen unterscheiden. Selbst das Erbgut einer Maus stimmt zu mehr als 90 Prozent mit unserem überein.
Der Frage, was den Menschen von der Maus unterscheidet, gehen an der Freien Universität Lebenswissenschaftler unterschiedlicher Fachrichtungen nach. Zum Beispiel der Anthropologe und Humanbiologe Prof. Carsten Niemitz, der ergründet, wie sich menschliche Fähigkeiten - etwa der aufrechte Gang - im Laufe der Evolution entwickelt haben. Auch durch seine Fähigkeit zu sprechen, zeichnet sich der Mensch aus. Zwar entdeckte der Verhaltensbiologe Prof. Dietmar Todt, dass sehr intelligente Tiere, wie etwa Delfine, sich über ein komplexes Repertoire an Lauten in bestimmten Situationen verständlich machen. Jedoch allein der Mensch besitzt eine Sprache, die auch abstrakte Begriffe, wie „Seele“ auszudrücken vermag.
Für Prof. Randolf Menzel vom Institut für Neurobiologie liegt die Antwort auf die Frage nach dem Menschsein im Gehirn. „Die Gene legen zwar den Bauplan für diese fantastische Maschine fest“, sagt er. „Aber darüber, was Menschen in ihrer Fähigkeit ausmacht, Wissen zu erwerben, sagen sie nichts aus“. Die Maschine Gehirn ist ein Bauwerk von astronomischen Dimensionen. Sie besteht aus 100 Milliarden Nervenzellen, von denen jede einzelne wiederum mit mehreren Tausend anderen über Synapsen an der Zellperipherie verbunden ist. Wenn der Mensch den Duft einer Rose riecht, wenn er sieht, aus Erfahrung lernt, dass der Griff auf eine heiße Herdplatte schmerzt, oder sich die Grammatik einer Fremdsprache aneignet, gerät ein ganzes Netzwerk aus synaptischen Verschaltungen in Bewegung. Aber wann, wie und wo genau bilden und verändern sich die Schaltkreise der Neuronen?
Menzels Studienobjekte sind Honigbienen, deren Gehirn wesentlich einfacher gebaut ist als das menschliche. „Die Wahrnehmung eines Duftes zum Beispiel ist als ein räumlich und zeitlich strukturiertes Muster im Gehirn erkennbar“, sagt Menzel. Mit Hilfe von fluoreszierenden Farbstoffen, die dort aufleuchten, wo eine Gehirnzelle aktiv ist, kann er dem Insektenhirn dabei zuschauen, wie es die Einzelreize eines Dufts koordiniert. Aber wie entsteht aus all den sichtbaren Einzelimpulsen zwischen den Gehirnzellen ein einziger Sinneseindruck?
Bioinformatiker, deren Fähigkeiten bisher vor allem bei der Entschlüsselung des Genoms gefragt waren, könnten Antworten auf derartige Fragen liefern - durch Berechnungen der Verschaltungen im Gehirn mittels komplexer Algorithmen. Im vergangenen Jahr führte die FU als eine der ersten Universitäten in Deutschland den Studiengang Bioinformatik ein. „Ein Bioinformatiker ist jemand, der tief in der Materie steckt und die Sprache der Life Sciences und der Informationsverarbeitung spricht.“ sagt Prof. Raúl Rojas, Geschäftsführender Direktor des Instituts für Informatik.
Grundlagenforschung und Bioethik
Doch was macht nun den Menschen zu dem, was er ist? „Es sind die Synapsen“, glaubt Prof. Ferdinand Hucho vom Institut für Biochemie, wo er die Arbeitsgruppe Neurochemie leitet. Während Randolf Menzel sich vor allem für das Netzwerk der synaptischen Verschaltungen interessiert, gräbt Hucho noch tiefer. Er untersucht die Eiweißmoleküle, ohne die die Synapsen nicht funktionieren können. „Es ist, als würde man einen tickenden Küchenwecker immer weiter aufschrauben, um seinen Mechanismus bis ins kleinste Detail aufzuschlüsseln“, versucht Hucho seinen Forscherdrang zu erklären. Diese „Schraubereien“ helfen auch, die Ursachen von Krankheiten besser zu verstehen und entsprechende Medikamente zu entwickeln. So ergründet Hucho etwa den Mechanismus eines Eiweißrezeptors, dessen Aufgabe es ist, Nervenimpulse auf Muskeln zu übertragen. Bei Menschen, die unter Myasthenie, einer fortschreitenden Muskellähmung, leiden, zerstört das eigene Immunsystem diesen Rezeptor.
„Doch was hilft es, wenn wir Menschen prognostizieren können, dass sie an Alzheimer erkranken werden, so lange noch keine Therapie in Sicht ist?“, fragt der Neurochemiker. Um das Bewusstsein der Studenten für ethische Fragen dieser Art zu schärfen, veranstaltet Hucho jedes Semester ein Bioethikseminar.
Außerdem werden die Biochemie-Studenten der FU wie an kaum einer anderen Uni auf die internationale Forscherwelt vorbereitet. Im Hauptstudium können sie durch die so genannte forschende Mitarbeit fast die Hälfte ihrer Scheine an Forschungsinstituten auf der ganzen Welt erwerben - etwa am renommierten Weizmann Institut in Israel. Das Institut sucht sich die Studenten aus, die Kontakte dorthin organisiert dann der Prof. Auf diese Weise haben die Biochemiker der FU aus der Not eine Tugend gemacht. Denn nur vier Professoren betreuen dort 350 Studenten.
Nie so gefragt wie heute
Einer von ihnen ist Prof. Volker Erdmann, Experte für Ribonukleinsäuren (RNA), die nicht nur die Überbringer genetischer Informationen sind, sondern auch der „Rohstoff“ für viele Medikamente. Erdmann bedauert, dass das Institut für Biochemie so klein ist. „Noch nie waren unsere Erkenntnisse in der Pharmaindustrie so gefragt wie heute“, sagt er.
Tatsächlich haben sich für die Mitarbeiter seines Instituts in den vergangenen Jahren völlig neue Berufsperspektiven eröffnet. Dr. Jens-Peter Fürste zum Beispiel gründete 1997 zusammen mit seinem Kollegen Sven Klußmann und mit Volker Erdmann das Biotechnologie-Startup Noxxon. Mit der Schering AG arbeitet die Noxxon Pharma AG an einem Krebs-Mittel. Mit dem Aachener Pharma-Hersteller Grünenthal kooperiert die Berliner Firma bei der Entwicklung einer Schmerztherapie.
„Meiner Arbeitsgruppe gelang es, ein weltweit einmaliges Verfahren zu entwickeln - die so genannte Spiegelmertechnik“, beschreibt Jens-Peter Fürste den Anfang. Die funktioniert nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip: Man sucht im Körper nach Krankheiten oder Schmerz auslösenden Molekülen. Anhand ihrer chemischen Struktur wird im Labor ein spiegelbildlicher RNA-Baustein hergestellt, der wie ein Schlüssel in das körpereigene Molekül passt und es so blockiert. Aber eine Firma zu gründen erfordert mehr als bahnbrechende wissenschaftliche Erkenntnisse. „Wie patentiert man eine Entdeckung? Wie schreibt man einen Businessplan? Wie findet man Kapitalgeber? „Auf all diese Dinge bereitet das Studium nicht vor“ erzählt Jens-Peter Fürste. Erfolgreich war das Startup trotzdem. Schon im nächsten Jahr will die Noxxon AG, die mittlerweile mehr als 60 Mitarbeiter zählt, an die Börse gehen. Das Erfolgsrezept? „Klinkenputzen, um Pharmaunternehmen und erfahrene Manager als Partner zu gewinnen“, sagt Volker Erdmann.
Aber nicht nur für die Entwicklungen an seinem Lehrstuhl schlägt Volker Erdmann Brücken zwischen Wissenschaft und Industrie. Als Gründer und Vorstandsvorsitzender des vor zwei Jahren ins Leben gerufenen Netzwerks für RNA-Technologien flicht er in ganz Berlin-Brandenburg ein Netzwerk, das grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung, Universitäten und Unternehmen miteinander verbindet. Insgesamt 120 Millionen Mark lassen das Bundesministerium für Bildung und Forschung, die Senatswirtschaftsverwaltung des Landes Berlin und Industriepartner in das Projekt fließen.
Medikamente aus dem Elfenbeinturm
Dass die Universität kein Elfenbeinturm sein muss, beweist auch der Molekularbiologe Prof. Burghardt Wittig. Ganz in der Nähe seines Universitätsinstituts im Fachbereich Humanmedizin steht in der Fabeckstraße das Gebäude seiner 1996 gegründeten Firma, der Mologen AG. Sie ist bisher die einzige junge Berliner Biotechnologiefirma, deren Aktien an der Börse gehandelt werden. Das Hauptprodukt der Mologen AG ist die Genfähre MIDGE („Minimalistische DNA-basierte Gen-Expression“). „MIDGE schleust Gene in die Zellkerne von Geweben“, berichtet Wittig. Diese werden dann für einige Zeit aktiv und sorgen für die Produktion therapeutischer Proteine, die Entzündungen hemmen oder es dem Immunsystem ermöglichen, Krankheitserreger oder Tumore zu bekämpfen.
Auch im Schmerzforschungslabor des Universitätsklinikum Benjamin Franklin (UKBF) wird für neue Therapeutika geforscht. Prof. Christoph Stein, Geschäftsführender Direktor der Klinik für Anästhesiologie und Operative Intensivmedizin und seine Mitarbeiter entwickeln neue Arzneien, die Schmerzen ohne Nebenwirkungen lindern können. „Schon in einigen Jahren könnten unsere Medikamente in den Apotheken sein“, sagt Stein.
Doch Medikamente allein können nicht helfen. „Chronischer Schmerz ist immer auch durch Umwelteinflüsse mitbestimmt“, sagt er. Deshalb gründete er am UKBF eines der ersten interdisziplinären Schmerzzentren in Deutschland. Bei der allwöchentlichen Schmerzkonferenz entwickeln Neurologen, Orthopäden und Psychologen zusammen Therapiepläne für Schmerzpatienten. Seit Anfang dieses Jahres ist das Benjamin Franklin-Schmerzzentrum auch die deutschlandweit erste offizielle Ausbildungsstätte für Schmerztherapeuten.
Nur Grundlagenforschung zu betreiben, den Menschen auf molekularer Ebene zu betrachten, Gen für Gen zu analysieren, könnte sich Christoph Stein aber nicht vorstellen. „Man verliert dann zu leicht den Blick dafür, was kranke Menschen wirklich brauchen“.
Monika Wimmer
