Nobelpreis für Chemie

Zwei Forscherinnen, die Genschere und der Wien-Konnex

Die beiden Biochemikerinnen Emmanuelle Charpentier (Frankreich) und Jennifer Doudna (USA) erhalten heuer den Chemie-Nobelpreis „für die Entwicklung einer Methode zur Bearbeitung des Genoms“ - konkret die Genschere CRISPR/Cas9. Die wegweisende neue Methode der beiden Wissenschafterinnen galt bereits seit einigen Jahren als nobelpreisverdächtig. Der in Wien forschenden Krzysztof Chylinski war in der Forschungsgruppe von Charpentier als Doktorand maßgeblich an dessen Entdeckung beteiligt.

red/Agenturen

Als „Werkzeug, um den Code des Lebens neu zu schreiben“ beschrieb das Nobelkomitee die von Charpentier und Doudna entwickelte Genschere. Mit ihr könnten Forscher die DNA von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen mit höchster Präzision verändern. „Diese Technologie hat einen revolutionären Einfluss auf die Biowissenschaften gehabt, sie trägt zu neuen Krebstherapien bei und könnte den Traum von der Heilung von Erbkrankheiten wahr werden lassen“, heißt es in der Begründung.

Zum Verständnis des Lebens brauche die Genetik auch „Werkzeuge, um Veränderungen daran vorzunehmen“. Genau diese hätten die beiden Forscherinnen geliefert, betonte der Vorsitzende des Nobelkomitees für Chemie, Claes Gustafsson. Für ihn bergen die Erkenntnisse „enorme Kraft, die wir aber auch mit großer Sorgfalt verwenden müssen“, so der Wissenschafter bei der Bekanntgabe des ersten Chemie-Nobelpreises, den sich ausschließlich Frauen teilen.

Wiens Rolle und ein Wechsel nach Schweden

Obwohl Charpentier und Doudna als Favoritinnen für den Nobelpreis galten, zeigte sich Charpentier in einer ersten Reaktion „überrascht“ von dem „unrealen“ Anruf des Nobel-Komitees. Sie erinnerte sich in dem Gespräch, auf dem Weg von ihrer langjährigen Arbeitstätte in Wien nach Umea (Schweden) „wirklich entschieden“ zu haben, sich auf die Genschere zu fokussieren. Sie sei dann nach Schweden gegangen, weil sie davon ausging, dass dort ein Verständnis dafür bestehe, „was ich tun möchte“. Die Arbeit habe aber schon 2007 in Wien begonnen, sagte sie.

Charpentier, Gründungsdirektorin der Max-Planck-Forschungsstelle für die Wissenschaft der Pathogene, arbeitete von 2002 bis 2009 an den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) der Uni Wien und der Medizinischen Universität Wien, wo sie einen relevanten Teil der Entwicklungsarbeit für die Genschere durchführte. Die Forscherin meinte einmal, sie habe einen „Heureka-Moment“ in Wien gehabt, wie die Genschere funktioniert. Unter anderem mangels Karriereperspektiven wechselte sie aber 2009 an die Universität Umea. 2012 veröffentlichte sie mit Doudna, die an der University of California in Berkeley (USA) arbeitet, die Anleitung für den Schneidemechanismus im Fachjournal „Science“.

Auf die Zuerkennung des Preises hat Jennifer Doudna „wirklich fassungslos und komplett geschockt“ reagiert. „Ich bin in einem kleinen Ort in Hawaii aufgewachsen und hätte mir nie in einer Million Jahren vorstellen können, dass das passiert“, sagte sie dem Magazin „Nature“.

„Offene Augen für neue Möglichkeiten“

Krzysztof Chylinski war in der Forschungsgruppe von Emmanuelle Charpentier als Doktorand maßgeblich an der Entdeckung der Genschere CRISPR/Cas9 beteiligt. Was die heutige Nobelpreisträgerin auszeichnet, sind offene Augen für neue Möglichkeiten, die sie dann mit Nachdruck verfolge, erklärte er im Gespräch.

„Ich war Teil des Teams, das die sogenannte Trans-activating crRNA (tracrRNA) beschrieben hat“, sagte Chylinski. Sie dient dem CRISPR/Cas9 System als Adapter zur Bindung der Ziel-DNA. „Das war die erste große Entdeckung aus dem Charpentier-Labor bezüglich der Genschere“, so der Forscher. Anschließend war Chylinski gemeinsam mit Martin Jinek vom Labor Jennifer Doudnas einer der beiden Hauptautoren der im Fachjournal „Science“ veröffentlichten Studie, wo die Forscher quasi die Klinge der Genschere (das Enzym Cas9) beschrieben haben, und das System als Werkzeug zum Verändern von DNA vorschlugen.

Hervorstechend sei bei Emmanuelle Charpentier ihre große Flexibilität. „Als wir gesehen haben, dass an der Sache etwas interessant sein könnte, sind wir ihr einfach nachgegangen“, berichtet Chylinski. „Als Wissenschafter muss man immer genau schauen, was die Forschung einem zeigt“, sagte er: „Schlau sein, hilft auch, und ein bisschen Glück gehört auch immer dazu.“

Die CRISPR/Cas9 Technik hat einen riesigen Einfluss auf die Industrie, die Biotechnologie, Medizin und Grundlagenforschung, meint er: „Es werden jeden Tag neue Entdeckungen und Anwendungen mit dem CRISPR/Cas9 System veröffentlicht, und in den vergangenen Jahren wurden klinische Versuche mit CRISPR/Cas9 basierten Therapien begonnen“.

Den Weg zu der einflussreichen, gemeinsamen Publikation beschrieb Charpentier als extrem arbeitsreich. Der Prozess sei „wirklich eine sehr einzigartige Zeit“ gewesen. Die Autoren hätten sich quasi rund um die Uhr ausgetauscht. „Wir waren den ganzen Tag und die ganze Nacht wach“, sagte Charpentier.

„Heute bin ich sehr glücklich für Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna, und natürlich auch mehr als ein bisschen stolz, bei ihrer Entdeckung mitgewirkt zu haben“, so Chylinski weiter über die Zuerkennung des Chemie-Nobelpreises an die beiden Wissenschafterinnen. Nach seiner Doktorarbeit bei Charpentier über die Genschere hatte Chylinski eine eigene kleine Gruppe an den Vienna Biocenter Core Facilities, wo er mit diesem Werkzeug Arbeiten für andere Forschungsgruppe durchführte. Nun ist er „zwischen zwei Jobs“ und habe sich noch nicht entschieden, wo er weiterforschen will. Er wird aber vermutlich bei CRISPR/Cas9 und ganz sicher in Österreich bleiben, erklärte er.

Genschere zur Krankheitsbekämpfung

Charpentier selbst habe sich immer darum bemüht, Voraussetzungen zu schaffen, „um sinnvolle Genetik zu machen“ und „Werkzeuge zu liefern, um menschliche Erkrankungen besser zu verstehen“, beschrieb die Wissenschafterin ihren Ansporn. Sie hoffe nun, dass die Genschere auch zur Krankheitsbekämpfung eingesetzt wird. Medial gelangte CRISPR/Cas9 allerdings auch zu negativer Aufmerksamkeit, als ein chinesischer Forscher damit das Erbgut zweier durch künstliche Befruchtung geborener Babies veränderte. Der Fall löste eine umfassende ethische Debatte rund um das Thema aus.

Dass der Preis heuer an zwei Frauen geht, wertete Charpentier als hoffentlich „sehr starkes Signal“ für junge Frauen. Es zeige, dass „Frauen in der Wissenschaft auch große Preise“ bekommen können.

Der Gebrauch „eines der schärfsten Werkzeuge der Gentechnologie“, so das Nobel-Komitee, sei in den vergangenen Jahren regelrecht explodiert. Die Genschere habe zu vielen wichtigen Entdeckungen in der Grundlagenforschung beigetragen, man sei in der Lage, Nutzpflanzen zu entwickeln, die Schimmel, Schädlingen und Dürre widerstehen. In der Medizin würden klinische Versuche mit neuen Krebstherapien laufen, und der Traum, Erbkrankheiten heilen zu können, stehe kurz vor seiner Erfüllung. „Diese genetische Schere hat die Biowissenschaften in eine neue Epoche geführt und bringt in vielerlei Hinsicht den größten Nutzen für die Menschheit“, betonte man in Stockholm.

„Mobilität gehört zur Forschung“

Ob der einst in Wien geleisteten Grundlagenarbeit sehen sich auch österreichische Einrichtungen ein Stück weit als Mit-Ermöglicher der Innovation: So freute man sich an der alten Wirkungsstätte Charpentiers, den Max Perutz Laboratories (MPL), dass dort „die Basis für die revolutionäre Anwendung des CRISPR-Cas9-Systems“ gelegt wurde. Für den wissenschaftlichen Direktor der MPL, Alwin Köhler, ist die Genschere „eines der revolutionärsten Ereignisse in der Molekularbiologie“.

Dass Charpentier nicht mehr in Wien ist, bezeichnete er als Wermutstropfen: „Mobilität gehört aber heute zur Forschung.“ Die Erfolgsgeschichte von Charpentier und Doudna sei auch ein „wunderschönes Beispiel“ dafür, dass Ergebnisse viel weniger planbar sind, als viele in der Forschungsgemeinschaft glauben, und ein gutes Argument für Investitionen in die Grundlagenforschung, wie Köhler sagte. Auch der Präsident des darauf spezialisierten Wissenschaftsfonds FWF, Klement Tockner, gratulierte Charpentier. Der Preis kröne eine herausragende wissenschaftliche Karriere, „die sie auch mehrere Jahre lang nach Österreich geführt hat und in der sie der Wissenschaftsfonds FWF maßgeblich unterstützen konnte“.

Die Auszeichnung ist heuer mit zehn Millionen Schwedischen Kronen (rund 950.000 Euro) dotiert. Übergeben wird der Preis alljährlich am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel.