Gert Bange (l.) und Martin Thanbichler skizzieren die Stoffwechselvorgänge bei der Zellteilung von Bakterien. FOTO: M. SCHÄFER
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Gert Bange (l.) und Martin Thanbichler skizzieren die Stoffwechselvorgänge bei der Zellteilung von Bakterien. FOTO: M. SCHÄFER

Der dritte Schalter

  • Martin Schäfer
    vonMartin Schäfer
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Alle Stoffwechselprozesse in Lebewesen - vom Einzeller bis zum Menschen - werden durch Schalter gesteuert. Ein bislang unbekannter Mechanismus hilft, die Erbsubstanz auf Tochterzellen zu verteilen. Jedenfalls in Bakterien. Zwei Marburger Biologen erzählen von einem Zufallsfund.

Biologen sind manchmal ganz hemdsärmelig und handgreiflich. Auch wenn sie in moderner Zeit mehr im Labor sitzen, als in Wald und Flur herumkriechen. Und so geht Gert Bange schlicht zur Tür des Konferenzraums, dreht das Licht aus und wieder an: "Das haben wir gefunden: einen Schalter", sagt der Molekularbiologe, damit das auch jeder versteht. Alle Stoffwechselprozesse in Lebewesen - vom Einzeller bis zum Menschen - werden durch Schalter gesteuert. Bislang gingen die Biologen und das Lehrbuchwissen von genau zwei Schaltertypen aus. Gert Bange und Martin Thanbichler, beides Professoren an der Universität Marburg, haben nun einen dritten Schaltertypus gefunden.

CTPase an vielen Prozessen beteiligt

Der Schalter steuert die Zellteilung von Bakterien. Das ist Thanbichlers Forschungsspezialität. Der Grundlagenforscher will herausfinden, wie sich die einfachsten Organismen überhaupt - Bakterien eben - durch Teilung vermehren. Wie die Stoffwechselkaskaden ablaufen. Wie sich die Erbgutsubstanz DNA von der Elterngeneration auf die Tochterzellen verteilt. Ob ihrer Komplexität sind das für die Biologen immer noch ganz faszinierende Abläufe.

Da kommt es immer wieder einmal vor, dass der Biologe Thanbichler die Kollegen vom Fahndungsdienst Strukturaufklärung der Biochemie anspricht, den dreidimensionalen Aufbau von Molekülen zu bestimmen. Von der räumlichen Struktur lassen sich dann Funktionen im bakteriellen Betrieb ablesen.

Hier wird die Sache in diesem Fall kurios. Denn natürlich sind die beiden Bio-Professoren helle Köpfchen, haben schon viel in der Welt und im Mikrokosmos gesehen und durchdacht. Doch im Alltag der Grundlagenforschung gibt es immer wieder Momente, die man nicht versteht. Vielleicht sind auch die meisten Momente und Mechanismen in Zellabläufen noch nicht verstanden. Als jedenfalls Banges Mitarbeiter Florian Altegoer bei einer Vermessung eines neuen Moleküls im fernen Grenoble seinen Professor an einem Wochenende anruft und verwundert fragt, ob im Molekülkomplex denn der Stoff "CTP" stecke und zu erwarten sei, meint Bange: "Keine Ahnung." Das lässt Bange wiederum nicht los. Er ruft Thanbichler nächtens an, der auch keinen Rat weiß. Grundlagenforschung heißt, immer wieder in unbekanntes Terrain vorzustoßen. In diesem Fall waren das Eiweißstrukturen aus ganz randständigen Bakterien, sogenannten Myxokokken. Doch genau hier führt die Überraschung, Verblüffung und anfängliche Ahnungslosigkeit der Forscher zu einem Glücksfund: dem dritten Schalterprinzip der Natur. Der gefundene Schalter verhilft anderen Molekülen dazu, sich um die Bakterienerbsubstanz zu legen, diese zu verteilen und anschließend wieder abzudocken.

Natürlich sei das jetzt nicht so superspektakulär, meint selbst der Bakterienmolekülliebhaber Thanbichler. Doch sei es eben die Eigenart der Grundlagenforschung, dass aus entlegenen Forschungsresultaten plötzlich gigantische Revolutionen werden. Bange verweist da insbesondere auf das erst jüngst genauer untersuchte "Immunsystem" der Bakterien, das unter dem kryptischen Schlagwort Crispr/Cas die genetische Manipulation von Organismen revolutioniert. Ob der "dritte Schalter" ähnlich einschlägt, ist reine Spekulation. Es ist Thanbichler eigentlich auch egal. Er sieht, dass der CTPase genannte Schalter, einmal erkannt und identifiziert, in vielen Prozessen von Bakterien auftaucht. Interessant ist noch die Frage, ob CTPasen auch in Zellen mit Zellkernen, also Eukaryoten, wie in menschlichen Zellen werkeln. Dann könnte der Zusammenhang mit Krankheiten untersucht werden.

Noch ungeahntes Potenzial

Und wenn CTPasen nicht in Menschen vorkommen, dann wäre das allemal auch gut, ergänzt Bange. Die Schaltersubstanz hätte dann das Potenzial für zukünftige Medikamenten- oder Antibiotika-Klassen. Wäre doch toll, mit dem Molekülschalter einem Krebsgen das Licht auszuschalten. Doch das wäre nicht mehr Grundlagenforschung der Biologie, sondern Medizin. Die Biologen hätten dann ihre Arbeit schon gemacht.

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