Ich, das ist Theresa, etwa 30 Jahre alt und auf dem Weg irgendwie irgendwann einen Doktortitel zu erarbeiten. Ihr Dissertationsthema dreht sich dabei um die Frage, wie bestimmte Transkriptionsfaktoren, d.h. Proteine, die an die DNA binden und dort die Aktivität vieler anderer Gene steuern können, dazu beitragen, dass sich funktionsfähige Nervenzellen bilden.

 

Nach der Befruchtung beginnt sich eine Eizelle zu teilen und bildet einen Zellhaufen, in dem zunächst alle Zellen gleich aussehen. Doch irgendwann ist eine rudimentäre Körpergestalt zu erkennen, an einem Ende bildet sich ein Kopf, am anderen ein Schwanz usw. Die Zellen entwickeln sich zu verschiedenen Zelltypen, die später, an einer bestimmten Position im Körper bestimmte Funktionen ausüben: eine beta-Zelle der Bauchspeicheldrüse produziert Insulin, während eine Hautzelle zu einer mechanischen und chemischen Schutzschicht beiträgt. In der (Entwicklungs)biologie nennen wir diesen Prozess Differenzierung.

 

Auf diesem Weg, im Falle meiner Dissertation eben bei der Differenzierung von einer Stammzelle zu einem reifen Neuron, begegnet die Zelle verschiedensten Einflüssen, die sich aufgrund ihrer Position im Embryo ergeben. Nachbarzellen schicken beispielsweise ganz bestimmte Signalstoffe, die in der Zielzelle auf Rezeptoren treffen, das sind Proteine, die durch die Zellmembran durchragen und außen auf die Präsenz eines Signalstoffes reagieren können indem sie in der Zelle eine Antwortreaktion auslösen. Diese Antwort führt dann meist dazu, dass Transkriptionsfaktoren aktiviert werden, die dann – wie eingangs erwähnt – eben wieder andere Gene ein- oder ausschalten können. Diese anderen Genen sind nun eben spezifisch für einen bestimmten Zelltyp; im Falle der beta-Zellen eben zum Beispiel das Gen für Insulin, im Falle der dopaminergen Neurone Proteine, die als Enzyme an der Synthese des Neurotransmitters Dopamin beteiligt sind.

Dieses Zusammenspiel von Transkriptionsfaktoren zu verstehen kann beispielsweise hilfreich sein, wenn es darum geht Menschen zu behandeln, bei denen diese Nervenzellen absterben. Erst wenn bereits mehr als 70% aller dopaminerger Neurone im Mittehirn abgestorben sind, äußern sich bei einem Menschen die ersten Symptome von Parkinson. Entgegen noch weit verbreiteten Überzeugungen sind Stammzellen hingegen mittlerweile relativ einfach, kostengünstig und ohne ernst zu nehmende ethische Bedenken zu generieren. So ist es seit einigen Jahren zB möglich, bereits fertig differenzierte Hautzellen “rückzuprogrammieren” bis sie von embryonalen Stammzellen nicht mehr zu unterscheiden sind. Somit können von jedem beliebigen Patienten jedweden Alters Stammzellen erzeugt werden. Zudem hat der Mensch (obwohl dies lange Zeit nicht geglaubt wurde) lebenslang einige Stammzellpopulationen im Gehirn (sowie im Übrigen auch in allen anderen Organen), aus denen neue Nervenzellen entstehen können. Stammzellen also, unabhängig ihrer Herkunft, gezielt zu dopaminergen Neuonen entwickeln zu lassen, hätte demnach eine gewaltige klinische Bedeutung.

Nun muss man als Forscher (nicht nur) in den biologischen Wissenschaften so gut wie immer ein Modell wählen, da sich das Objekt auf das sich eigentlich das Hauptinteresse bezieht nicht untersuchen lässt. In unserem Fall arbeiten wir am Zebrafisch, der von lateinaffinen Zoologen auch Danio rerio genannt wird und der seit geraumer Zeit zu einem der beliebtesten Labortiere von Genetikern und Entwicklungsbiologen geworden ist. Das liegt daran dass Zebrafische sehr hohe Nachkommenzahlen aufweisen; ein motiviertes Zebrafischpäärchen legt an einem Morgen schonmal 500 Eier. Auch diese Eiablage macht die Arbeit (zunächst mal das einsammeln) für den Embryologen einfach; in einem Säugetier sind die Eier bzw. Embryonen sehr viel schlechter zugänglich. Zudem sind Zebrafischeier relativ groß, was es leicht macht, sie (genetisch) zu manipulieren und der Embryo der sich aus dem Ei bildet hat innerhalb weniger Tage sämtliche Organe ausgebildet. Das wohl großartigste an diesen kleinen Zebrafischlarven ist allerdings, dass sie sehr lange völlig transparent bleiben, d.h. man kann auch inneren Organen direkt bei der Entwicklung zusehen.

Neben ihrer Arbeit an den gerade gepriesenen Zebrafischembryonen im Labor interessiert sich Theresa besonders für Grenzbereiche zwischen Wissenschaft und Gesellschaft. Dies reicht von populärwissenschaftlichem Schreiben, über Wissenschaftstheorie und ethische Komponenten aktueller biologischer und biotechnologischer Forschung hin zu Berührungspunkten zwischen Wissenschaft und Kunst. Wer Lust hat mit Theresa über irgendeines dieser Themen in Austausch zu treten, idealerweise bei koffeinhaltigen Heißgetränken oder auch – etwaigen geographischen Differenzen geschuldet – via moderner Kommunikationsmethoden, solle sich doch bitte mit ihr in Verbindung setzen.

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