Genetik

Professor Dr. Wolfgang Nellen erforscht am CINSaT die Funktionsweisen molekularer Mechanismen.

Professor Dr. Wolfgang Nellen hält Maß, will nicht zuviel versprechen. Die Biomedizin, sagt er, entwickele Medikamente und wecke Hoffnung, bevor ausreichend genau erkannt sei, warum und wie ein Medikament wirke und wie es überhaupt anzuwenden sei. Das sei seine Sache nicht, sagt der Molekularbiologe vom Fachbereich Naturwissenschaft an der Kasseler Universität. Unerwünschte Nebeneffekte zum Beispiel seien nur vorherzusehen, wenn die Funktionsweisen eines molekularen Mechanismus bekannt seien. Darum will Nellen erst erkennen und verstehen, um dann verantwortungsbewußt mit dem neu gewonnenen Wissen umzugehen. Dazu bedient sich der Wissenschaftler nicht nur der klassischen molekularbiologischen Methoden, sondern stellt sich innerhalb des CINSaT dem interdisziplinären Dialog mit den anderen Naturwissenschaften. Besonders eng arbeitet der Genetiker mit den Physikern zusammen, nutzt deren Methoden, um „andere Antworten“ auf Fragen der Molekularbiologie zu erhalten: „Blickt der Molekularbiologe in einen Topf mit Molekülen, erhält er die Information, wie sich ein Molekül im Durchschnitt verhält.“ Die Antwort enthalte – im übertragenen Sinne – eine Information wie diese: „Ein Student ist 23 Jahre alt, männlich, hat zwei Ohren und macht sein Examen nach 13 Semestern.“ Diese Angaben seien statistisch mehr oder weniger signifikant. Mit Hilfe der Nanotechnologen unter den Physikern nehme er, Nellen, aber das einzelne Molekül in den Blick, studiere, wie sich das Individuum in der Masse verhalte.

Die Rasterkraftmikroskopie liest feinste Strukturen, die mit Licht nicht zu sehen wären.

Nellen nutzt zum Beispiel die Rasterkraftmikroskopie. Sie liest jene feinen Strukturen, die so klein sind, daß die Wellenlänge unseres sichtbaren Lichtes zu grob wäre, diese zu erfassen: Ein nanokleiner Arm, ein Cantilever, mit einer feinen Spitze (3 bis 10nm „dick“), tastet eine Oberfläche dreidimensional ab. Die Auslenkung des Arms wird aufgezeichnet und ergibt – zum Beispiel auf einer Fläche von 125 mal 125 Nanometer - ein Abbild der Oberfläche. Auf diese Weise lassen sich einzelne Moleküle darstellen. Die Auflösung des Verfahrens ist so hoch wie bei der Anwendung des Elektronenmikroskops. Um das Objekt aber mit dem Elektronenmikroskop betrachten zu können, muß es zunächst mit Metall beschichtet und dann im Hochvakuum gemessen werden. In diesem ist kein Leben möglich. Die Wissenschaft nimmt also ein totes, seiner Eigenschaften beraubtes Objekt in den Fokus. Nellen und die Physiker des CINSaT aber beobachten das lebende Molekül. Sie wollen ihr Verfahren verbessern, um künftig nicht nur binnen fünf Minuten eine Momentaufnahme durch Abtasten zu erstellen, sondern das Molekül in Echtzeit durch Abtasten bei seiner Arbeit gleichsam zu „filmen“. Bislang ist die Abtastnadel nicht schnell genug. Sie müßte binnen mindestens 30 Sekunden das Objekt ertastet haben.

Diese Fragen, die der Molekularbiologe im interdisziplinären CINSaT angeht, stehen in direktem Zusammenhang mit seinen molekulargenetischen Interessen. Es geht ihm um einen neuen Mechanismus, Gene zu schalten oder besser gesagt: abzuschalten. Erst 1998 wurde entdeckt, dass bestimmte RNA Moleküle, die Abschriften der genetischen Information, eine „selbstzerstörerische“ molekulare Maschine in Gang setzen können, die alle anderen RNA Moleküle mit derselben Information ausschaltet. Dieser Mechanismus, der RNA Interferenz genannt wird, greift ein, wenn ein Organismus von Viren infiziert wird. Einmal aktiviert sorgt er dafür, dass die genetische Information der molekularen Parasiten zerstört wird.

Vorsichtig und gezielt eingesetzt kann die RNA Interferenz möglicherweise auch genutzt werden, nicht nur fremde Invasoren zu zerstören, sondern auch Fehlinformationen körpereigener Zellen auszuschalten. Dies sind zum Beispiel Gene, die ausser Kontrolle geraten sind und Krebs verursachen.

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