Emmanuelle Charpentier – Vorbild für junge Forscherinnen
Wahre Popstars gibt es in der Wissenschaft vielleicht nicht, aber anhaltend bahnbrechende Entdeckungen machten ihre Entdeckerinnen und Entdecker durchaus berühmt. Vorbilder für junge Laborschaffende gibt es also viele – nur mangelt es an Frauen. Noch immer gibt es weit weniger Professorinnen als Professoren an den Universitäten. Auch unter den Nobelpreisen liegt die Frauenquote bei mageren fünf Prozent.
Erfolgreicher forschen – so wie Emmanuelle Charpentier
Heiße Kandidatin für einen Nobelpreis ist auch Prof. Emmanuelle Charpentier, die für die Entdeckung der „Gen-Schere“ namens CRISPR-Cas bekannt ist und. Die Wissenschaftlerin und Direktorin am Berliner Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie war von Dr. Christiane Nolte, der Frauenvertreterin des MDC, zu einem Vortrag im Rahmen der Elena-Timoféeff-Ressovsky-Vorlesungsreihe am 7. September an das MDC eingeladen worden. Die Reihe, benannt nach einer russischen Wissenschaftlerin, die 1925 – 46 auf dem Bucher Campus geforscht hat, steht unter dem Motto „Notable Women in Science & Medicine“. Sie hat sich zum Ziel gemacht, jungen Wissenschaftlerinnen erfolgreiche Vorbilder vorzustellen und ihnen Mut zu machen für die eigene Karriere. In einer anschliessenden Gesprächsrunde können sie ihre persönlichen Fragen zum Thema Frauen und wissenschaftliche Karriere mit dem Gast diskutieren.
Zu ihrem Vortrag ist das MDC-Auditorium brechend voll – Studierende, Forschende, Gruppenleiterinnen und Gruppenleitern wollen mehr über Emmanuelle Charpentier und ihre “Genschere” CRISPR-Cas erfahren.
Die Genschere CRISPR/Cas9 ist eigentlich Teil des Immunsystems
Viren, die Bakterien befallen – an diesen „Bakteriophagen“ (griech. Bakterienfresser) forschte auch Max Delbrück, der mit diesen Versuchen einen Grundstein für die moderne Molekulargenetik legte. Mit CRISPR-Cas versuchen die Bakterien, sich gegen diese Viren zu verteidigen. Seit den 1980er Jahren erkunden Forschungsteams weltweit die Funktionsweise dieses bakteriellen Immunsystems.
In den sogenannten CRISPR-Sequenzen speichert die Bakterienzelle eine Kopie des Erbguts der Eindringlinge ab. Eine RNA Kopie der abgespeicherten Sequenz bildet nun mit Cas-Proteinen die berühmte Gen-Schere, die das fremde Erbgut aufgespürt und zerschneidet. Die Viren-DNA ist zerstört und außer Gefecht gesetzt.
Dabei waren bis vor kurzem viele wichtige Details des Systems nicht bekannt und es zog selbst in der Fachwelt nur wenig Aufmerksamkeit auf sich. Das sollte sich erst mit einer Entdeckung in Charpentiers Arbeitsgruppe ändern. Im Vortrag zeigt sie das Kernteam aus vier Forschenden und weist auf Elitza Deltcheva, die bereits als Masterstudentin in ihrem Labor arbeitete.
„Elitza hat dieses Projekt begonnen und es voran getrieben“, sagt Charpentier. Deltcheva und Krzysztof Chylinski machten die entscheidenden initialen Versuche, durch die die erste Rolle der sogenannten tracrRNA in Streptococcus pyogenes aufgeklärt wurde. Im weiteren Verlauf der Erforschung des CRISPR-Cas9-Systems wurde schließlich gefunden, dass die tracrRNA gemeinsam mit der CRISPR-RNA das Cas9-Protein an die Zielsequenzen der DNA führt, die daraufhin geschnitten wird. Ohne tracrRNA kann der CRISPR-Cas9-Mechanismus nicht funktionieren. Diese Ergebnisse wurden 2011 in Nature und 2012 in Science veröffentlicht und sind Beginn für den weiteren Erfolg der Gruppe. Heute gilt das System als eines der wichtigsten molekularbiologischen Werkzeuge.
Ein Werkzeug der Genforscher
Weil das System Erbgut so gezielt schneidet, kann es hervorragend für die Modifikation von beliebigen Erbgutsequenzen angepasst werden. Im Gegensatz zu ähnlichen Systemen wie den TALENs und den Zinkfingernukleasen ist es flexibel, günstig, schnell, effizient und präzise. Auf weitere Publikationen von Charpentier und ihren Kooperationspartnern folgte ein regelrechter Siegeszug durch die Labore. Auch am MDC wird die Methode rege eingesetzt, um biochemische Signalpfade zu verändern und neue Modellsysteme zu entwickeln.
„Die wissenschaftliche Gemeinschaft hatte echten Bedarf an so einem Werkzeug. Ich hätte nicht erwartet, dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das System so schnell ausprobieren würden. Schon sechs Monate nach der Entwicklung als Werkzeug wurde es für andere Modellorganismen wie Drosophila und Zebrafisch, Pflanzen und Säugetierzellen eingesetzt“, sagt Emmanuelle Charpentier.
Ihre Gruppe gibt in der Forschung um das CRISPR-Cas-System weiterhin weltweit den Takt vor und verfeinert den CRISPR-Cas-Werkzeugkasten immer weiter. Inzwischen hat sie hunderte Bakterienarten untersucht und ihre CRISPR-Cas-Systeme in verschiedene Klassen geordnet. Diese Diversität hat große Vorteile, denn sie erweitert die Auswahl an verschiedenartigen Werkzeugen und ist für verschiedene Zwecke anpassbar.
„Die Leute aus meinem Team arbeiten an verschiedenen Projekten. Wir arbeiten nicht nur an CRISPR-Cas9 in unserem Labor,“ sagte Charpentier dann noch. Ihr Team beschäftigt sich immer noch mit vielen anderen Aspekten der bakteriellen Physiologie. Die Mikrobiologin Charpentier bleibt damit ihren ursprünglichen Interessen treu.
Was sind die Schlüssel zum Erfolg?
Die Karriere von Emmanuelle Charpentier ist geprägt von Superlativen und taugt tatsächlich als Vorbild. Charpentier forschte in den letzten 25 Jahren als Mikrobiologin, Biochemikerin und Genetikerin an neun verschiedenen Instituten in fünf Ländern. Derzeit ist sie Direktorin des Max-Planck-Instituts für Infektionsbiologie in Berlin-Mitte und wurde in den letzten zwei Jahren mit zahlreichen hochkarätigen Preisen geehrt, darunter auch mit dem Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis, der Otto-Warburg-Medaille und dem Canada Gairdner International Award. 2014 gründete die Forscherin zusammen mit Rodger Novak und Shaun Foy die Biotech-Firma CRISPR Therapeutics, die innerhalb kürzester Zeit fast 89 Millionen Dollar Risikokapital festschreiben konnte. Dieser Erfolg verschafft ihr inzwischen auch zunehmende Aufmerksamkeit durch die Medien.
Im Gespräch nach der Vorlesung stellte Charpentier fest, dass die Gremienarbeit und auch politisches Gespür mit dem Aufstieg auf der Karriereleiter immer wichtiger wird. Hier und in der wissenschaftlichen Arbeit muss man einen langen Atem haben. „Wenn eine Wissenschaftlerin in ihrer Karriere an einem Punkt angelangt ist, an dem sie eine führende Rolle einnehmen will – dann sollte sie einfach weitermachen und nicht zu viele Fragen stellen. Wenn sie gut und hart arbeitet, dann wird sich immer eine Alternative auftun“, antwortete Charpentier auf die Frage, was sie jungen Wissenschaftlerinnen raten würde.
Foto-Design: Lukas Eckardt
