24.04.2018

„Unterschätzen immer noch, wie kompliziert wir sind“

Wenn man verstehen will, wie Leben funktioniert, muss man verstehen, wie Zellen sich teilen. Der britische Nobelpreisträger Sir Paul Nurse hat mit seiner Forschung viel zu einem besseren Verständnis der Zellteilung beigetragen. Doch auch wenn die Forschung laufend Fortschritte mache, blieben noch viele Fragen zu den Grundlagen des Lebens offen, erklärte Nurse an der ÖAW.

Nobelpreisträger sind nicht jeden Tag in Wien zu Gast. Dementsprechend groß war der Andrang, als Sir Paul Nurse am 13. April bei einer Hans Tuppy Lecture von Österreichischer Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und Universität Wien im Festsaal der Akademie sprach. Dort entführte der Molekularbiologe das Publikum unter dem Titel „How CDKs Control the Cell Cycle“ in die Welt der Zellteilung und erinnerte mit einer kleinen Portion britischen Humors daran, warum dieses Thema jeden angeht: Denn am Beginn unseres Daseins sind wir alle nur eine einzige Zelle.

Fast Philosophie statt Biologie studiert

Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin, mit dem Nurse im Jahr 2001 für seine Forschungen zum Zellzyklus gemeinsam mit zwei weiteren Wissenschaftlern ausgezeichnet wurde, war ihm sicherlich nicht in die Wiege gelegt worden. Er wuchs in keinem akademischen Umfeld auf und lebte bei seinen Großeltern. Dennoch gelang es ihm, an der Universität in Birmingham ein Biologiestudium zu beginnen. Wie viele Studierende, empfand auch er die Durchführung von Experimenten als langwierig und langweilig, sodass er sogar überlegte etwas anderes, wie Philosophie, zu studieren. Zum Glück tat er das nicht.

Denn heute zielt Nurse in seiner Arbeit am Londoner Francis-Crick-Institut, einer der größten molekularbiologischen Forschungseinrichtungen Europas, mit Erfolg darauf ab ein besseres Verständnis von den zellulären Netzwerken zu gewinnen, die den Zellzyklus, die Zellform und das Zellwachstum regulieren. Diese zellulären Kontrollen sind grundlegend für das Wachstum, die Entwicklung und die Reproduktion aller lebenden Organismen. Sie sind auch relevant für das Verständnis von Krankheiten, insbesondere von Krebs.

Komplizierter als ein Plan der Londoner U-Bahn

Gemeinsam mit seinem Team ist es Nurse gelungen, die Funktionsweise von Protein-Enzymkomplexen – sogenannten CDKs (Cyclin Dependent Kinases) – am Modellorganismus eines Hefepilzes, zu erklären. Diese steuern die verschiedenen Phasen während des Zellzyklus – und sind höchst komplex.

Nurse verdeutlichte das dem Publikum an der ÖAW, indem er ein Bild dieser Netzwerke mit einem Plan der weitverzweigten Londoner U-Bahn verglich. Die komplizierten zellulären Netzwerke im Labor zu beobachten sei nicht nur äußerst herausfordernd, sondern manchmal auch ein wenig frustrierend: Denn je mehr Wissen über den Zellzyklus bekannt werde, desto mehr gehe das Gesamtverständnis verloren. Daher setzten Nurse und sein Team in ihrer Forschung beim Problem der Komplexität an, um die Vorgänge der Zellteilung besser verständlich zu machen.

Protein-Komplex Cdc13-Cdc2 steuert Zellzyklus

Die Forscher/innen entwarfen eine Versuchsanordnung für Experimente, mit denen sie zeigen konnten, dass es ein sogenannter Cdc13-Cdc2-Komplex ist, der in Abwesenheit der anderen Cycline den Zellzyklus steuern kann. Offenbar sind also qualitativ verschiedene CDK-Komplexe für die Zellzyklusprogression weder während der Mitose noch während der Meiose unbedingt erforderlich. Ein einzelner CDK-Komplex reicht aus, um beide Zellzyklusprogramme anzutreiben.

Mit dieser neuen Erkenntnis ist Paul Nurse einer Antwort auf die Frage, wie Leben eigentlich funktioniert ein weiteres, entscheidendes Stück näher gekommen. Erklärt ist damit aber natürlich noch lange nicht alles. Wie Nurse in einem Interview am Rande seines Vortrags betonte, sei die Zellteilung ein immens komplizierter Vorgang. „Das ist der Grund, warum die medizinische Behandlung von Krankheiten so schwierig ist. Ich glaube, wir unterschätzen immer noch, wie kompliziert wir eigentlich sind.“ Langweilig wird Nurse also auch in Zukunft nicht werden. Es bleibt noch viel zu erforschen.