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Die Modelliererin des Lebens

Dr. Jana Wolf leitet am MDC die Arbeitsgruppe „Mathematische Modellierung zellulärer Prozesse“. Am 15. Juni tritt sie nun ihre Professur an der FU Berlin an. Sie freut sich auf die Expertise der dortigen Kolleg*innen und einen regen Austausch von Ideen – auch um neue medizinische Modelle zu entwickeln.

Jana Wolf und ihr Team sind eine der wenigen Arbeitsgruppen am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), die ausschließlich theoretisch arbeiten. „Eigentlich sitzen wir den ganzen Tag am Computer und rechnen“, sagt sie. Wolfs Ziel ist es, immer präzisere mathematische Modelle zu erstellen, mit deren Hilfe sich die Abläufe in einzelnen Zellen und im gesamten Organismus besser verstehen und vorhersagen lassen.

Mit unseren Modellen können wir die Arbeit unserer im Labor arbeitenden Kolleg/innen unterstützen – sei es, um ihre Ergebnisse zu reproduzieren, oder auch, um anhand der daraus dann entwickelten Modelle neue Erkenntnisse zu gewinnen.
Dr. Jana Wolf Leiterin der Arbeitsgruppe "Mathematische Modellierung zellulärer Prozesse"

„Viele biologische Prozesse lassen sich rein experimentell nur schwer ermitteln und nachvollziehen“, sagt Wolf. „Mit unseren Modellen können wir die Arbeit unserer im Labor arbeitenden Kolleg/innen unterstützen – sei es, um ihre Ergebnisse zu reproduzieren, oder auch, um anhand der daraus dann entwickelten Modelle neue Erkenntnisse zu gewinnen.“ Deswegen kooperiert die Wissenschaftlerin viel mit den experimentell forschenden Teams, sowohl am MDC als auch an der Berliner Charité-Universitätsmedizin Berlin. „Wir sind bei gemeinsamen Projekten stets der theoretische Partner“, sagt sie.

Mehr Expertise für die Datenanalytik

Vom 15. Juni 2020 an wird Wolf, die seit dem Jahr 2008 eine Gruppe am MDC leitet, nun zusätzlich einem Ruf des Instituts für Mathematik und Informatik der Freien Universität (FU) Berlin folgen. Der Titel ihrer Professur lautet „Computermodellierung biologischer Netzwerke“. Zwei Semesterwochenstunden wird sie künftig mit der Lehre verbringen – wobei die Veranstaltungen aufgrund der Corona-Pandemie zunächst nur virtuell stattfinden.

„Ich freue mich sehr über die künftige Anbindung an die FU, insbesondere auch auf den Austausch mit den dort arbeitenden Mathematiker*innen und Informatiker*innen“, sagt die MDC-Wissenschaftlerin, die an der Humboldt-Universität zu Berlin Theoretische Biophysik studiert und dort auch promoviert hat und danach in der pharmazeutischen Forschung bei GlaxoSmithKline in Großbritannien tätig war. „Unser Spezialgebiet hier am MDC ist die Modellierung und vor allem im Bereich der Datenanalyse setze ich nun auf das Wissen und die Erfahrung der künftigen Kolleg*innen an der FU. Für verschiedene Problemstellungen können wir sehr viel von den mathematischen und informatischen Ansätzen in anderen Disziplinen lernen. Dazu zählen vom maschinellen Lernen getriebene Datenanalysen, die beispielsweise auch in der Klima- oder Verkehrsforschung wichtig sind.“

Kluger Ersatz für Tierversuche

Im Juni 2020 folgt Jana Wolf einem Ruf des Instituts für Mathematik und Informatik der Freien Universität (FU) Berlin.

Denn Daten, etwa zu den in einer Zelle aktiven Genen oder den dort hergestellten Proteinen, produzieren ihre Kolleg*innen am MDC in großen Mengen. „Wenn wir diese richtig nutzen und verarbeiten, lassen sich mit ihnen immer bessere Modelle entwickeln“, sagt Wolf. „Wir können zum Beispiel Störungen in bestimmten biologischen Prozessen simulieren, für die es gar kein experimentelles Werkzeug gibt, oder auch den Einfluss mehrerer Störfaktoren gleichzeitig untersuchen, was experimentell vielleicht zu aufwändig wäre.“ Zudem ließen sich mit den Modellen – die auch von der pharmazeutischen Industrie für die Entwicklung neuer Medikamente genutzt werden – Tierversuche teilweise vermeiden, hofft Wolf.

Vorhersage-Modell für medizinische Therapien

Was zunächst vielleicht theoretisch klingt, könnte die Medizin in Zukunft ganz praktisch verändern: „Wenn bei einer Tumorart die molekularen Ursachen bereits verstanden sind, können wir mithilfe ausgereifter Computermodelle zum Beispiel vorhersagen, ob eine ganz bestimmte Krebstherapie – oder auch eine Kombination verschiedener Behandlungsansätze – aller Voraussicht nach anschlagen wird oder nicht“, erläutert Wolf. Noch seien solche Modelle als intelligentes Werkzeug der Ärzte nicht vollständig etabliert. „Doch genau das“, sagt Wolf, „ist unser Ziel.“ Die neue Professur könnte dabei wertvolle Unterstützung liefern.

Text: Anke Brodmerkel