Vielen Dank für Ihre Registrierung. Sie haben den Aktivierungslink für Ihr Benutzerkonto per E-Mail erhalten.

Vielen Dank für Ihre Anmeldung.

FORSCHUNG: Dank Bakterien ans Meer zum Surfen

Olivier Duss ist ein erfolgreicher Molekular­biologe. Der Oberägerer wurde schon mehrfach aus­gezeichnet und forscht jetzt da, wo andere Ferien machen.
Julian Feldmann
Olivier Duss erforscht mit seiner Familie den Strand, nahe von ihrem Daheim in San Diego. (Bild: PD)

Olivier Duss erforscht mit seiner Familie den Strand, nahe von ihrem Daheim in San Diego. (Bild: PD)

Seine vor zwei Jahren abgeschlossene Doktorarbeit hat in der wissenschaftlichen Welt der Molekularbiologie hohe Wellen geschlagen. Olivier Duss’ Erkenntnisse wurden in der renommiertesten Fachzeitschrift publiziert. Nun lebt der 32-Jährige mit seiner Familie in San Diego und forscht an weiteren bedeutsamen Projekten, die in Zeiten der zunehmenden Antibiotika-Resistenz schon bald für alle eine wichtige Rolle spielen könnten.

Eine Reise verschaffte Klarheit

Dass er diese Laufbahn eingeschlagen hat, erstaunt im Nachhinein nicht besonders: «Ich war schon als kleiner Bub interessiert, was wieso wie funktioniert», erzählt Olivier Duss. «Da wir auf dem Land wohnten, hatten wir die Möglichkeit, schon früh zu experimentieren und Explosionen mit dem Chemiekasten zu testen, ohne eine ganze Stadt in die Luft zu jagen.» Sein Vater, Werner Duss, kann sich noch gut daran erinnern: «Ab und zu stank es plötzlich aus seinem Zimmer nach Chemikalien. Olivier liebte es auch, mit seinen Kameraden ‹Bömbeli› zu bauen. Nicht nur harmlose.»

An der Kantonsschule Zug hat Duss dann die Richtung Biologie und Chemie gewählt. Nach bestandener Matura und einem kurzen Sprachaufenthalt im Ausland absolvierte er ein Chemiestudium an der ETH Zürich. «Danach hatte ich vorerst genug von Schule und Studium. Also bin ich ein halbes Jahr um die Welt gereist.» Während dieser langen Reise sei Duss langsam wieder klar geworden, dass er in Zukunft forschen möchte.

Zurück auf Schweizer Boden hat Olivier Duss aber erst einige Monate an der Kantonsschule Zug als Ersatzlehrer gearbeitet. «Ich liebe es, Leuten etwas zu erklären. Was mir aber gefehlt hat», sagt Duss, «ist, am Morgen aufzustehen und nicht zu wissen, was im Labor beim Forschen rauskommen wird. Etwas Neues zu entdecken, was noch niemand gesehen hat. Zu verstehen, wie der Mensch und das Leben funktionieren.»

Preisgekrönte Doktorarbeit

«Je mehr man forscht, desto mehr erkennt man, wie wenig wir verstehen und wie genial das Leben funktioniert», so Duss. «Ein Forscher wird während seiner Karriere nur einen kleinen Teil ein wenig verstehen können. Und doch gibt einem das so viel, nur etwas Kleines vom so komplexen Leben verstehen zu dürfen.» Diese Wissbegierde und die Freiheit des Forschens haben den Ägerer letztendlich dazu motiviert, eine Doktorarbeit an der ETH Zürich abzulegen (siehe Box).

Schon vor der Veröffentlichung durfte Duss vor grosser Kulisse, bestehend aus Professoren aus aller Welt, Vorträge halten. Eine Zeit lang arbeitete er auch im Forschungsteam von Nobelpreisträger Professor Kurt Wüthrich (2006) mit. Als Auslöser des grossen Echos darf man die Publikation eines Artikels in der Fachzeitschrift «Nature» erwähnen. In der Folge durfte Duss diverse Auszeichnungen entgegennehmen: Die Medaille der ETH Zürich, einen Grant der «Swiss National Foundation» (SNF) und – als erster Schweizer überhaupt – den «Raymond Andrews Award Prize». Trotz dem durchschlagenden Erfolg bleibt Duss auf dem Boden: «Obwohl mir diese Preise beweisen, dass ich nicht total auf dem Holzweg bin, ist mir auch bewusst, dass die Publikation in «Nature» und der Gewinn der Preise auch mit Glück verbunden waren und andere Forscher diese Auszeichnungen genauso verdient hätten.» Dankbar sei er aber auf jeden Fall, da ihm bewusst sei, dass diese Erfolge helfen, neue Forschungsgelder und interessante Job­angebote zu bekommen, was mehr Freiheit für seine Forschungen bedeutet.

In Übersee winkt die Freiheit

Nachdem Duss die Hürde der Doktorarbeit also erfolgreich gemeistert hat, ist er mit seiner Frau Daniela Duss-Stadler und den beiden gemeinsamen Kindern (Jonah, 3, und Jenna, 5 Jahre) nach Kalifornien ausgewandert. Jetzt forscht er als Post-Doktorand am Scripps Research Institute in San Diego und teilweise an der Stanford University in San Francisco an einem gemeinsamen Projekt. «Wir versuchen herauszufinden, wie die molekularen Protein-Produktionsmaschinen, also die Ribosome, im Organismus zusammengesetzt werden», erzählt der Ägerer. «Diese Ribosomen bestehen selber aus mehr als 50 verschiedenen Proteinen, und diese riesige Anzahl an Bausteinen muss in einem Organismus innerhalb von ein bis zwei Minuten zusammengesetzt werden. Man stelle sich vor, man werfe 50 Lego-Bausteine in einen Eimer und schaue zu, wie sich von selbst ein Lego-Auto zusammensetzt.» Wenn man verstehe, wie sich zum Beispiel die Ribosomen in Bakterien zusammenbauen, könne man gezielt deren Aufbau unterbinden und so bösartige Bakterien an ihrem Wachstum hindern.

«Der Grund, warum ich nach Kalifornien gegangen bin», so Duss, «ist neben dem interessanten Projekt und den renommierten Labors auch der relaxte Lebensstil und die Möglichkeit zum Surfen.» Das Leben in San Diego sei freier und weniger gestresst. «Raum und Freiheit ist wichtig, um neue Ideen für die Forschung zu entwickeln», weiss Duss.

Julian Feldmann

Der Kampf gegen die Überlebenskünstler

Forschung jf. Olivier Duss erklärt den Inhalt seiner preisgekrönten Doktorarbeit auf möglichst verständliche Weise: «Bakterien sind Überlebenskünstler. Wenn sie etwa in einen menschlichen Körper eindringen und diesen anstecken, müssen sie sich sehr schnell an die neuen Bedingungen anpassen, um zu überleben. Viele Faktoren (wie die Temperatur, der Säure- oder Sauerstoffgehalt) sind innerhalb und ausserhalb des Körpers grundverschieden. Diese rasche Anpassung des Bakteriums an die Umgebung verlangt, dass die molekularen Prozesse innerhalb des Bakteriums schnell und effizient ablaufen. Molekulare Prozesse im Körper eines Organismus (zum Beispiel in Bakterien oder im Menschen) werden im Allgemeinen von Proteinen ausgeführt. Der Plan, wie und wann diese Proteine hergestellt werden müssen, ist in der DNS programmiert (Erbinformation). Diese in der DNS codierte Information wird dann in eine Kopie (RNS) umgeschrieben, welche die Information weiter an die Protein-Produktionsmaschinen (Ribosomen) übermittelt. Der Weg zwischen DNS-RNS-Protein kann lange dauern, manchmal zu lange, als dass sich ein Bakterium genug schnell anpassen könnte. Deshalb haben Bakterien ein System entwickelt, das ihnen erlaubt, Proteine schneller zur Verfügung zu stellen und wieder wegzunehmen, wenn sie nicht mehr gebraucht werden. Während meiner Doktorarbeit haben wir ein solches System auf molekularer Ebene analysiert. In diesem ausgeklügelten System stellt das Bakterium eine RNS her. Diese RNS dient aber nicht wie in anderen Prozessen als einfacher Bote der Erbinformation, sondern hat ihre eigene Aufgabe. Sobald sie hergestellt ist, kann sie selber zahlreiche Proteine aufsaugen, so wie ein Schwamm Wasser aufsaugen kann (siehe Bild).

Wie ein Schwamm saugt die RNS mehrere Proteine (grüne Fäden) auf. (Bild: Illustration Lukas Zimmerli)

Wie ein Schwamm saugt die RNS mehrere Proteine (grüne Fäden) auf. (Bild: Illustration Lukas Zimmerli)

Dadurch können viele Proteine in kurzer Zeit gespeichert werden. Die Herstellung dieser RNS (und als Folge das Inaktivieren der Proteine) läuft wesentlich schneller ab, als wenn diese Proteine hätten zerstört werden müssen. Wenn ein Bakterium später die Proteine wieder benötigt, kann es einfach diese RNS zerstören. Dadurch werden alle Proteine frei und können ihre ursprüngliche Aufgabe übernehmen, ohne zuerst durch einen langsamen Prozess neu hergestellt werden zu müssen. Das erlaubt dem Bakterium, sich viel schneller an die sich rasch ändernde Umgebung anzupassen, wie zum Beispiel beim erfolgreichen Infizieren eines Menschen. Wenn wir verstehen, wie Bakterien auf molekularer Ebene funktionieren, können wir gezielter neue Stoffe (Antibiotika) entwickeln, welche diese molekularen Mechanismen beeinflussen und stören und somit die Bakterien ausser Gefecht setzen. Mit der allgemein wachsenden Resistenz gegen die heutigen Antibiotika ist es sehr wichtig, neue therapeutische Wege zu erkunden, um den Kampf gegen die Bakterien zu gewinnen.»

Merkliste

Hier speichern Sie interessante Artikel, um sie später zu lesen.

  • Legen Sie Ihr persönliches Archiv an.
  • Finden Sie gespeicherte Artikel schnell und einfach.
  • Lesen Sie Ihre Artikel auf allen Geräten.