Zeitung Heute : Interdisziplinäre Perspektive

Der Immunologe Klaus Rajewsky über die Aufgaben des Wissenschaftlers.

Klaus Rajewsky
Herkulesaufgabe. Die Entschlüsselung des Genoms (Ausschnitt) zwingt zur Zusammenarbeit. Foto: picture-alliance / dpa
Herkulesaufgabe. Die Entschlüsselung des Genoms (Ausschnitt) zwingt zur Zusammenarbeit. Foto: picture-alliance / dpaFoto: picture alliance / dpa

Wir Molekularbiologen, Genetiker und Immunologen waren es gewohnt herauszufinden, wie einzelne Bausteine des Lebendigen mit anderen wechselwirken und welche Auswirkungen eine Störung ihrer Ausprägung auf Zellen und Organismen hat. Wir hatten es dabei zu beträchtlicher Virtuosität gebracht, insbesondere nachdem sich herausgestellt hatte, dass die Erbsubstanz aller lebenden Organismen gemeinsamen Ursprungs ist und biologische Regulationsmechanismen evolutionär oft stark konserviert sind. So konnten wir in Modellorganismen wie Fliegen, Würmern und schließlich auch Mäusen viele biologische Prozesse verstehen lernen, die auch im Menschen am Werke sind. Ein großer Teil der modernen Medizin gründet sich auf diese Erkenntnisse, die zunehmend zur Entwicklung neuer, biologisch maßgeschneiderter Medikamente geführt haben.

Wir fühlten uns beflügelt, als vor einem guten Jahrzehnt die Genome des Menschen und anderer Organismen entschlüsselt wurde und damit die Gene aller Bausteine der Zelle direkt zugänglich wurden. Mit der Genomsequenz schienen uns nicht nur die Gene, sondern auch deren Regulationsmodule in die Hand gegeben.

In rauschhafter Entwicklung entstanden internationale Konsortien, die es sich zum Ziel setzten, alle Gene im Genom zu identifizieren, zu verändern bzw. auszuschalten, und in ihrer Funktion zu verstehen. Diese Bemühungen schlossen auch die Analyse aller von den Genen kodierten Eiweißkörper (Proteine) ein, einschließlich der Regulationsprozesse, denen die Proteine nach ihrer Ablesung vom genetischen Material unterliegen - in sich selbst eine neue Welt biologischer Kontrolle, die sog. post-transkriptionelle Genregulation.

Aber dann begannen die Dinge unseren Händen zu entgleiten. Das Genom von Säugetieren enthält über 20 000 Gene und dazu eine Riesenmenge genetischen Materials, das bisher weitgehend unbekannte regulatorische Funktionen ausübt. Viele Gene gehören großen Genfamilien an, deren Mitglieder sich ähneln, die aber nicht identisch sind. Rasch wurde klar, dass fundamentale biologische Fragen die Analyse von Genomen, nicht einzelner Gene erfordern würde: Warum nicht Zelltypspezifität von Genexpression durch genomweite Erfassung aktiver bzw. „epigenetisch“ stillgelegter Genomabschnitte in den einzelnen Zelltypen studieren? Können wir genetisch bedingte Krankheiten des Menschen besser und schneller durch Sequenzierung des Genoms der Zellen als durch die mühevolle Analyse einzelner betroffener Gene aufklären? Ein Abkürzungsweg zur Krebstherapie?

Jetzt bemerkten wir, dass uns die zu Genomanalysen notwendigen mathematischen und statistischen Kenntnisse fehlten, und Bioinformatiker wurden zu unentbehrlichen Partnern. Es entwickelte sich über Nacht eine neue Forschungssparte, Teil der Systembiologie, die sich der Beschreibung und Analyse der neuen Genomwelten widmet. Dabei werden wir alten Funktionalisten zwar noch gebraucht, aber zum Validieren von die jungen systembiologischen Köpfe beschäftigenden, auf genomweiten Daten basierenden Vorstellungen, statt als Speerspitzen biologischer Forschung, wie wir es gewohnt waren.

Wenn wir auch daran festhalten, dass die Aufklärung biologischer Einzelprozesse unverzichtbare Forschungsbasis bleibt, so ist doch die Herausforderung für die nächsten Jahre, zu einer Zusammenschau solcher Prozesse und übergeordneter Organisations- und Funktionsprinzipien zu kommen. Die sich entwickelnden technischen Möglichkeiten sprengen alle bisherigen Vorstellungen, und Interdisziplinarität wird zur Perspektive und Notwendigkeit in der biomedizinischen Forschung. Klaus Rajewsky

Der Autor ist Ernst Schering Preisträger 2008 und wird auf einem Symposium am 11. September 2012 mit anderen Preisträgern die Aufgaben des Wissenschaftlers in der modernen Welt diskutieren.

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