Die Zellen des menschlichen Immunsystems müssen erstaunlich beweglich sein, um stets dorthin zu gelangen, wo sie ihre Wirkung entfalten. Summiert man die Wegstrecken aller Leukozyten, kommt man auf 80 in einer Sekunde zurückgelegte Kilometer. Ihre Fortbewegungsweise gleicht dabei der von Amöben: Sie stülpen einen Teil ihres Cytoplasmas aus und lassen den Rest der Zelle nachkommen. Bei ihrem Weg durch das Binde-gewebe müssen sie ein komplexes Netzwerk aus Poren und Hindernissen durchqueren. Über welchen Mechanismus sie das anstellen, darüber war bisher wenig bekannt. Jörg Renkawitz und seine Kollegen aus der Forschungsgruppe von Michael Sixt am IST Austria gingen dieser Frage nach, indem sie die Zellen durch ein von ihnen entworfenes dreidimensionales Microenvironment aus Kollagenfaser wandern ließen und sie dabei mithilfe der Licht-scheibenmikroskopie (englisch „light sheet microscopy“) verfolgten. Dabei zeigte sich, dass die Immunzellen ihr Cytoskelett dazu verwenden, den Zellkern an das vordere Zellende zu drücken, um die Breite der zur Verfügung stehenden Poren zu testen. Ist der breiteste Kanal gefunden, bewegt sich die gesamte Zelle durch diesen hindurch und nimmt so gleichsam den Weg des geringsten Widerstands, um rasch an den Zielort zu gelangen.
Renkawitz ist einer von drei Wissenschaftlern, die im Rahmen der diesjährigen ÖGMBT-Tagung mit einem Life Science Research Award Austria ausgezeichnet wurden. Die Unterstützung junger Wissenschaftler und das Sichtbarmachen exzellenter Forschungsarbeiten aus der heimischen Life-Sciences-Landschaft gehören zu den wesentlichen Aufgaben der ÖGMBT. Der Award wurde in die sem Jahr in den drei Kategorien „Grundlagenforschung“, „Anwen-dungsorientierte Forschung“ und „Exzellenz & gesellschaftliche Auswirkungen“ vergeben, das Preisgeld in der Gesamthöhe von 9.000 Euro stellte das Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaft, ein langjähriger Unterstützer der Ausschreibung, zur Verfügung.
Renkawitz konnte die Jury mit seiner in der Zeitschrift Nature erschienenen Publikation in der Kategorie „Grundlagenfor-schung“ überzeugen. „Die Überreichung des Preises empfinde ich als eine ausgesprochen große Ehre. Ein solcher Preis ist neben der Veröffentlichung von internationalen Fachartikeln und der Einwerbung von Drittmittelgeldern eine weitere Auszeichnung“, schätzt Renkawitz die Bedeutung für die eigene wissenschaftliche Karriere hoch ein. Das wissenschaftliche Umfeld und die techni-sche Ausstattung am IST hat er als exzellent empfunden. „Das ist meiner Meinung nach mit anderen erstrangigen Forschungsinstitutionen international vergleichbar. Daher war es eine große Freude, hier für mehrere Jahre meine Postdoc-Forschung durchzuführen.“ Mittlerweile hat Renkawitz seine eigene Forschungsgruppe am Biomedizinischen Centrum der LMUMünchen gegründet, in dem er die Erforschung der molekularen Mechanismen der Bewegung und Verformung von Zellen fortsetzt.
Wer bastelt da am Chromatin herum?
In der Kategorie „Anwendungsorientierte Forschung“ reüs-sierte Sandra Schick, die als Postdoc in der Arbeitsgruppe von Stefan Kubicek am CeMM (Forschungszentrum für Moleku-lare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften) arbeitet. In ihrer im Fachjournal Nature Genetics publizierten Arbeit hat sie sich mit der dynamischen Anpassung der Struktur von Chromatin beschäftigt. DNA liegt im Zellkern eukaryotischer Zellen an Proteine gebunden als kompakte, fadenartige Struktur vor, die man Chromatin nennt. Um DNA-Abschnitte für die Genexpression zugänglich zu machen, passen darauf spezialisierte Proteine („Chromatin Remodellers“) die Struktur kontinuierlich an. Der Proteinkomplex BAF hat dabei besonders die Aufmerk-samkeit der Wissenschaftler auf sich gezogen, weil bei gewissen Krebsarten bestimmte Untereinheiten von BAF mutiert vorlie-gen. Schick untersuchte systematisch, welche Folgen der Funktionsverlust einzelner Untereinheiten auf die Genexpression hat, indem sie humane Zelllinien erzeugte, in denen jeweils die für eine BAF-Untereinheit codierenden Gene abgeschaltet waren. Zudem zeigte sich, dass der Verlust einer Einheit ein Rearrangement anderer Einheiten im Komplex bewirkt, wodurch krebsaus-lösende Eigenschaften auch durch geänderte Funktionen von Einheiten ausgelöst werden können, die gar nicht mutiert sind.
Schick hält es für eine große Ehre, unter den vielen exzellenten Nachwuchswissenschaftlern, die es in Österreich gibt, für den Preis ausgewählt worden zu sein: „Es hat mich riesig gefreut, eine solche Auszeichnung für meine Postdoc-Arbeit zu bekommen, da es zeigt, dass auch andere das Potenzial unserer Forschungsergebnisse erkennen und wertschätzen.“ Wie viel exzellente Wissenschaft in Österreich betrieben wird, hat Schick, die davor in Deutschland studiert und dissertiert hatte, beeindruckt: „Die Forschung hier ist außergewöhnlich innovativ, kreativ und anwendungsbezogen.“ Besonders aufgefallen ist ihr die hierzulande verbreitete Denkweise, neue Anwendungsgebiete von Forschungsergebnissen in Form von Startup-Gründungen in die Tat umzusetzen.
Aber auch die Atmosphäre am CeMM hat sie sehr geschätzt: „Besonders habe ich die offene, hilfsbereite und super-kollabo-rative Umgebung genossen, die einem die Möglichkeit bietet, hochrelevante Forschung auf dem neusten Stand der Technik zu betreiben.“ Im nächsten Jahr wird Schick eine eigene For-schungsgruppe starten, die unter anderem die Forschung an den BAF-Komplexen fortführt. Beispielsweise sollen mit relevanten Zellmodellen durch BAF-Mutationen ausgelöste Krebserkrankun-gen und Entwicklungsstörungen untersucht werden, um die spe-zifische Behandlung dieser Krankheiten weiter voranzutreiben.
Ein Protein für die Wirkstoffsynthese
In der Sonderkategorie „Exzellenz & gesellschaftliche Auswir-kungen“ konnte Aline Telzerow die Jury überzeugen. Sie hat sich in der Arbeitsgruppe von Helmut Schwab an der TU Graz mit dem Protein-Engineering einer neuartigen Transaminase beschäftigt. Hintergrund ist die enantiomer reine Synthese von pharmazeuti-schen Wirkstoffen: Von zwei Molekülstrukturen (Enantiomeren), die einander wie Bild und Spiegelbild gleichen, hat in der Regel nur die eine die erwünschte Wirkung. Unter Verwendung der Vorzüge der enzymatischen Katalyse lässt sich dies auch in indus-triellen Prozessen erreichen. Besonders schwer zu knacken war bislang aber die Umsetzung Biaryl-substituierter Ketone zu den entsprechenden Aminen. Mithilfe von Data Mining wurde eine von der Hefe Exophiala xenobiotica erzeugte Transaminase aus-findig gemacht, die auch derartig voluminöse Substrate umsetzt. Ausgehend von der Ermittlung der detaillierten Kristallstruktur wurden Methoden des Protein-Engineering angewandt, um die Stabilität des Enzyms und die Bandbreite möglicher Biaryl-Substrate zu erhöhen.
„Ich habe festgestellt, dass unser Paper durch den Preis und die damit verbundene Veröffentlichung in den sozialen Medien mehr Aufmerksamkeit bekommt. Mehr Aufmerksamkeit bedeutet natürlich, dass die Forschungsergebnisse auch in Zukunft weiter verwendet werden, was sich wiederum positiv auf meine Kar-riere auswirken wird“, bilanziert Telzerow, die die internationale Vernetzung ihrer Arbeitsgruppe sehr geschätzt hat. Die Doktor-arbeit ist fertig geschrieben und wird im November verteidigt. In der nun anstehenden Jobsuche hofft Telzerow etwas zu finden, mit dem sie ihrer Leidenschaft Protein Engineering und Biokata-lyse weiter treu bleiben kann.
Neben den Research Awards wurden auch in diesem Jahr wie-der die Life Science PhD Awards im Rahmen der ÖGMBT-Tagung vergeben. Punkten konnten dabei Harris Kaplan (Institut für Molekulare Pathologie, Wien) mit einer Dissertation zur neuronalen Dynamik, die das Veralten des Fadenwurms C. elegans steuert, und Thomas Gaßler (BOKU Wien), der die Umformung der indus-triell häufig genutzten Hefe Pichia pastoris von einer heterotro-phen zu einer autotrophen Lebensweise untersucht hat, damit diese CO2 als alleinige Kohlenstoffquelle nutzen kann. Sponsoren waren, wie schon in den vergangenen Jahren, THP Medical Products und Polymun.
