Nach der Genom-Ära

Der renommierte Professor am California Institute of Technology überraschte seine Kollegen, als er ihnen nach 22 Jahren den Rücken kehrte: Vom warmen, trockenen Südkalifornien übersiedelte Leroy Hood ins regnerische Seattle im nordwestlichen Bundesstaat Washington. Dort will er die biotechnischen Werkzeuge für das 21. Jahrhundert entwickeln.

Was den geschäftstüchtigen Genetiker nach Norden zog, waren Ehrgeiz und Geld – zwölf Millionen Dollar. Dieses Startkapital stiftete ein ebenso ehrgeiziger Macher: der Software-Krösus Bill Gates, Chef von Microsoft. Hood konnte ihn während eines Abendessens überzeugen, daß unsere Gene “die beste Software sind, die es gibt”. Die University of Washington in Seattle mußte nicht erst überzeugt werden, daß Hood ein Gewinn für ihren Campus wäre. Denn der Kalifornier hatte sich bereits Anfang der achtziger Jahre durch die Erfindung der ersten Sequenzier- und Synthesemaschinen für Eiweißmoleküle und Erbsubstanz (DNA) einen Namen gemacht. Erst diese Maschinen ermöglichten die rasanten Fortschritte der Molekularbiologie, vor allem im Genom-Projekt.

Inzwischen nimmt das “Department of Molecular Biotechnology” einen neuen Flügel des Biologie-Gebäudes an der Universität ein. Hood thront sozusagen über allem – im “William Gates III Chair”, dem vom Microsoft-Gründer mit drei Millionen Dollar ausgestatteten Stiftungslehrstuhl. Die Mannschaft aus Molekularbiologen, Elektronikern, Computerwissenschaftlern und Physikern umfaßt derzeit zehn Fakultätsmitglieder und 140 Mitarbeiter. “Wir untersuchen die Informationsverarbeitung in biologischen Systemen”, erklärt Hood den übergreifenden Ansatz. Zum einen würden dafür die biotechnischen Werkzeuge weiterentwickelt – beispielsweise Sequenzer, die bald mit Mini-Robotern und neuer Software hundertmal schneller sein sollen als heute. Zum anderen arbeitet seine Mannschaft in dem Grenzbereich, in dem Biologie und Elektronik einander treffen. “DNA-Chips werden künftig so wichtig sein wie heute die Sequenzer”, prophezeit der Instituts-Chef. DNA-Chips – sie sind mit einsträngigen DNA-Fragmenten bestückt – können aus Blut- und Gewebeproben die dazu passenden Gegenstränge herausfischen. Hood will mit einem “programmierbaren DNA-Chip”, der schnell mit neuen DNA-Fragmenten beladen werden kann, komplexe biologische Zusammenhänge aufklären helfen. An Hefezellen, deren 6200 Gene bekannt sind, wollen Hoods Mitarbeiter proben, was später auch beim Menschen möglich werden soll: Ein Chip mit Hefe-Genen soll anzeigen, welche Gene wann und wie stark aktiv sind – wie etwa Reparaturarbeiten und Zellteilung abgestimmt werden. Die Werkzeuge dazu zeichnen sich erst umrißhaft am Horizont ab. Das stört Hood nicht. Er sagt voraus: In zehn Jahren dürfte es diagnostische DNA-Chips geben, die zwei Dutzend Krebsarten beim Menschen gleichzeitig aufspüren können. Er selbst arbeitet zur Zeit daran, die genetischen Grundlagen von Prostatakrebs zu entschlüsseln. Hood ist ein unermüdlicher Macher mit Charme, Wissen und Vision. Er scheut sich nicht, Ideen zu borgen, Talente zu stehlen und Geld lokker zu machen. Er ist stolz auf sein von der NSF gefördertes Programm, die moderne Biowissenschaft in die Schule zu bringen – und spricht offen über seine hintergründigen Motive: “Wir wollen die Kinder begeistern, bevor sie sich zu ängstlichen Biotech-Gegnern entwickelt haben.” Nach dem Genom-Projekt, ist Hood überzeugt, beginnt das Zeitalter der Bio-Informatik. Der 58jährige möchte es mitgestalten. Einstweilen hält er sich durch Bergsteigen in Montana fit. Trotz seines Ehrgeizes zieht es ihn nicht in die sauerstoffarmen Höhen des Himalaya: “Ich brauche meine Hirnzellen noch.”

Genom-Projekt

In internationaler Kooperation sollen die “Buchstaben” der 50000 Gene im menschlichen Erbgut bis Anfang des nächsten Jahrhunderts entziffert werden. Parallel dazu bringen Teilprojekte schon jetzt praktischen Nutzen für Medizin und Evolutionsbiologie. Etwa ein halbes Dutzend Mikroorganismen sind bisher komplett “sequenziert” (siehe unten): vom Grippe-Erreger Haemophilus influenzae bis zum methanproduzierenden Archaebakterium Methanococcus jannachii.

Sequenzer

Um die Abfolge (Sequenz) der kettenartig verknüpften Bausteine von Eiweiß- und Nukleinsäuremolekülen herauszufinden, mußte man früher jahrelange, stumpfsinnige Laborarbeit in Kauf nehmen. Seit den achtziger Jahren haben Analyse-Automaten – Sequenzer oder Sequenatoren – in den Labors Einzug gehalten und erledigen diese Aufgabe in einem Bruchteil der Zeit.

NSF

Die National Science Foundation vergibt als staatliche Behörde in den USA – ähnlich wie die Deutsche Forschungsgemeinschaft – Forschungsgelder an individuelle Bewerber (Budgets 1997: NSF 5,5 Milliarden Mark, DFG 2 Milliarden Mark). Die NSF unterstützt außerdem landesweit 25 Science and Technology Center. Jeweils mit 2,6 Millionen Dollar gefördert, kombinieren sie Grundlagen- und angewandte Forschung. Besonderes Augenmerk gilt dem Technologietransfer mit der Industrie und dem Wissenstransfer in die Schulen.

Infos im Internet

University of Washington: http://www.washington.edu/

Genom-Projekt: http://www.genetics-ed.org/genome.htm

National Science Foundation: http://www.nsf.gov

Bruni Kobbe