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Bio ist, was ihr draus macht - Journalismus Darmstadt - Hochschule

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Bio ist, was ihr draus macht
Magazin der
Wissenschaftsjournalisten
an der
Hochschule Darmstadt
2007
Editorial
Mein kleiner grüner Schimmel steht draußen am Balkon…
Einmal das Essen vergessen – schon blüht der
Die fünf anderen Eier, die auf dem Boden landeten,
Schimmel in allen Farben, eine Schönheit im Pelz.
eine ganze Rolle Klopapier zum Aufwischen und ein
Nein, nicht wegwerfen! Als Titelmodel kommt er
verstopftes Klo. Der selbstgemachte Mozzarella aus
bei uns groß raus. Wir studieren Wissenschaftsjour-
dem Küchenexperiment sah da schon besser aus,
nalismus an der Hochschule Darmstadt und sind
Milchsäurebakterien machten es möglich. Der Ge-
neuerdings echte Schimmelfans. Das bunte Gewächs
schmack… na ja, die Katze fand ihn lecker. Wir haben
nimmt an unserem bisher größten Projekt teil: Ein
lieber den Kuchen aus Hermann-Teig verzehrt, dessen
Magazin rund um die Biotechnologie. So hieß das
Hefekulturen unsere Kommilitonin Jasmin Schreiter
Ziel für unser Journalismus-Seminar im dritten
mit Hingabe gefüttert hat.
Semester. Ein Stück von Heftplanung bis Layout, mit
Aber auch die wahre Wissenschaft haben wir er-
Reportagen, Interviews und Texten voller schräger
kundet. Dafür steckten wir Nasen und Kameras in die
Ideen. Für alle, die sich nicht vorstellen können,
Labore der Hochschule Darmstadt, an der Studenten
dass wir ohne Bakterien und Pilze verloren wären.
an eigenen Projekten forschen. Außerdem haben wir
Und die rätseln, was das lange Wort »Wissenschafts-
herausgefunden, was genmanipulierte Kartoffeln mit
journalismus« bedeutet. Schon mal vorneweg: Das
Hochglanzmagazinen zu tun haben. Und warum die
Härteste ist nicht das Schreiben – sondern der
besten Ideen manchmal in einer Handvoll Erde ste-
Selbstversuch.
cken. Neue Entwicklungen, Prognosen, Arbeitsfelder
So ist ein Tag ohne Biotechnologie wirklich
haarsträubend. Für diese Horrorstory hat Autorin
– Bio ist, was ihr draus macht!
An dieser Stelle ein Dank an Studentin Beranusch
Simone Müller drei Monate lang ihre Bürste nicht
Hosseinabadi-Farahani aus Darmstadt, die den Balkon
gereinigt. Stattdessen hat sie ihrem Kommilitonen
wochenlang mit ihren Essensresten teilte, bis sie
Sebastian Weissgerber ein Ei ins Haar geschlagen, als
diesen ausgewachsenen Schimmelpilz für unser Cover
Shampoo-Ersatz. Was man auf den Bildern nicht sieht:
zur Verfügung stellte.
l Das Foto-Shooting für »Ein Tag
ohne Biotechnologie« war für Simone
Müller und Irene Berres ein feuchtfröhliches Erlebnis. Auch Sebastian
Weissgerber musste Opfer bringen
– eieiei, war das glibberig! Die
rest­liche Redaktionsarbeit fand zum
Glück im Trockenen statt. Dennoch
hatten wir dabei nicht weniger Spaß,
fand zumindest Lisa Leander.
Bio ist, was ihr
Ihr draus macht
Inhalt
16
18
Editorial Inhalt 3
4
Käse oder Kl0n?
Unsere Umfrage: Was Menschen über Biotechnologie zu wissen glauben.
6
Nachrichten
8
26
Sprudel, blubber, kleb
16
Biotech zum Selbermachen: drei Experimente
für Zuhause
Abartig!
28
Was passieren würde, wenn Biotechnologen
mal so dürften, wie sie könnten.
Erfindergeist aus der Erde
18
Die Natur beherbergt Millionen unbekannter
Enzyme – die chemische Industrie braucht sie,
um wettbewerbsfähig zu bleiben.
Ein Enzym in den Kinderschuhen
30
Wieso Studenten der Hochschule Darmstadt
ihre stinkende Bakterienkultur so lieben.
9
Die Kuh, der neue Energieträger
23
Warum die Verdauung der freundlichen Tiere
unser Ressourcenproblem lösen könnte
Diagnose Zukunft
10
Wie Gen-Chips die Welt der Medizin verändern
werden.
Schutzhelm im Büroschrank
24
Verfahrenstechnikerin Ulrike Maier verhilft
Mikroorganismen zur Karriere in der Industrie.
Ein Portrait
Frau Merkels Farbenkasten
Blaue, grüne, weiße, graue Biotechnologie
– sehen Sie schon rot?
Labor oder Frittenbude?
14
Auch wenn der Gründerboom vorbei ist: Die
Berufschancen für Biotechnologen sind gut.
Ein Interview
Dolle Knolle
Der Chemieriese BASF ist auf die Kartoffel
gekommen.
26
Die Transzendenz des Ego
33
Was einen existenzialistischen Studenten
veranlasst, selbstständig ein Forschungsprojekt
zu betreuen.
Zwei Tausendstel Elite
35
Die Ausbildung von zwei Elitestudenten kann
sich die Hochschule nur alle paar Jahre leisten.
Ein Tag ohne Biotechnologie
36
Was passiert, wenn Mikroorganismen in den
Streik treten – Vorhang auf für ein Drama in
fünf Akten.
Bio ist, was ihr draus macht
44
30
Wieso, weshalb, warum?
39
Was Biotechnologen wissen. Und Sie unbedingt wissen wollen.
Wenn Bio killt
40
Bakterien und Viren als biologische Waffen
Mythos Sauerteig
44
Warum ein grauer Klumpen Kinder glücklich
und Mütter wahnsinnig macht – alles über
Hermann, Siegfried und Co.
Unsere Biotech-Chronik
48
Impressum
50
Bio ist, was ihr draus macht
Umfrage
Käse oder Klon?
Die Biotechnologie hat ein Vermittlungsproblem: Sie wird gerne mal mit der Bionik verwechselt – und in Sachen Gentechnik hat
sie nicht den besten Ruf. Doch sie tut auch Gutes in Sachen Brot und Bier, fanden die Befragten von Katharina Zaczek.
M
einer Meinung nach spricht man von Biotechnologie, wenn eine natürliche, bei der Natur abgeschaute Eigenschaft für den Menschen
nutzbar gemacht wird. Beispiele sind Hubschrauber, die Ahornsamen
M
ir fällt zunächst auf, dass das Wort eine Kombination zweier
Bereiche ist: Biologie und Technologie. Die Biologie beschäftigt sich
mit dem, was »natürlich« gewachsen ist oder mit Prozessen, die in der
nachempfunden wurden, oder Schmutz abweisende Oberflächen, die man
lebendigen Natur vor sich gehen. Technologie dagegen befasst sich mit
sich bei der Lotusblüte abgeschaut hat. Aber auch die Herstellung von
der Herstellung oder Verarbeitung von Rohstoffen. Man verbindet damit
Alkohol, Käse, Joghurt oder die Produktion von Rohstoffen für die
etwas künstlich Hergestelltes.
Pharmaindustrie umfasst dieser Begriff.
Niclas Ehemann, 26, studiert Technikjournalismus
Was Biotechnologie für mich bedeutet?
Anmerkung der Redaktion: Nicht Biotechnologen, sondern Bioniker
schauen sich Phänomene wie etwa den »Lotuseffekt« von der Natur ab.
Was Biotechnologie sonst noch kann, erklärt Christina Merkel in ihrem
bunten Farbenkasten (S. 39).
Ich weiß, dass die Biotechnologie oder die Biochemie bei der Herstellung von Bier und Käse entscheidend ist. Ohne sie müssten wir zum
Beispiel bei einem gemütlichen Abend auf solche Lebensmittel verzichten
– und das wäre doch mehr als schade, oder? Denn auch natürlich erscheinende Lebensmittel wie Bier und Käse oder sogar Brot wachsen nun einmal nicht natürlich, sondern müssen künstlich hergestellt werden. Ohne
den Einsatz der Biotechnologie in Kläranlagen hätten wir nicht einmal
sauberes Trinkwasser. Andererseits fällt mir hier auch die Gentechnologie
ein. Die ist ja immer noch heftig umstritten. Ich frage mich aber, ob ich
denn zum Beispiel Tomaten brauche, die sich vier Wochen halten. Die
W
Langzeitfolgen der Gentechnologie und ob sie schädlich für uns Menschen
as ich zum Thema Biotechnologie sagen kann? Ich bin seit 23 Jah-
ist, das konnte noch nicht erforscht werden. Deshalb stehe ich ihr weiter-
ren Bäckermeister und das Einzige, was mir spontan dazu einfällt,
hin mit Skepsis gegenüber. Aber insgesamt finde ich, dass die Biotechno-
ist der Einsatz der Biotechnologie beim Herstellen von Lebensmitteln.
Schon vor über 6000 Jahren haben unsere Vorfahren von der Biotech-
logie uns große Dienste erweist.
Sylvie von Nida schreibt ihre Doktorarbeit im Fach Germanistik.
nologie profitiert. Durch Beobachten lernten die Menschen, bestimmte
Abläufe in der Natur für die Produktion von Nahrungsmitteln zu nutzen.
Diese Form der Biotechnologie beruht auf Leistungen von Mikroorganismen wie Bakterien und Hefen, die seit Jahrtausenden eingesetzt werden.
Ein Beispiel hierfür ist natürlich die Erzeugung von Brot. Man könnte
sagen, dass ich der Biotechnologie meinen Beruf verdanke.
Franz Geißner, 54 Jahre, arbeitet als Bäckermeister.
6
Bio ist, was ihr draus macht
W
as ich ganz sicher weiß: dass Bier etwas mit Biotechnologie zu tun hat.
Da kenne ich mich aus. Bier kann man sogar selbst brauen, denn schon
mit wenigen Geräten lässt sich der heimische Keller in eine kleine Hausbrauerei
verwandeln. Das Brauen ist einfacher, als man denkt. Und das würde ja auch
heißen, dass jeder Heimbrauer ein kleiner Biotechnologe ist. Kann man das
so sagen? Mit den so genannten BierKits, die alle notwendigen Zutaten für das
Bierbrauen beinhalten, dauert das Ansetzen des Biersudes nicht einmal eine
halbe Stunde. Ist der hergestellt, muss er für eine Woche in den Gärbehälter.
Das Bier wird dann in Flaschen abgefüllt und muss in der Folge je nach Sorte
noch sechs bis zwölf Wochen gären. Dann ist es fertig, und man kann gemeinsam mit Freunden auf das selbstgemachte Bier anstoßen. Noch Fragen?
Dieter Schnellbächer, 48 Jahre und Kfz-Mechaniker
B
iotechnologie ist, glaube ich, eine Mischung aus Biologie und Biochemie
mit einem technischen Nutzen, das Lernen von der Natur sozusagen.
Wenn ich das richtig in Erinnerung habe, gibt es da verschiedene wissenschaftliche Gebiete. Für Lebensmittel wie Käse, Joghurt, Brot oder Wein
ist die Biotechnologie unerlässlich. Ich glaube, der Lotus-Effekt und die
Herstellung von Antikörpern für die Medizin haben auch etwas mit Biotechnologie zu tun. Biotechnologie spielt für den Menschen eine große Rolle, da
sie uns alle in irgendeiner Art und Weise betrifft. Ob jetzt durch Lebensmittel,
Medizin oder anderes.
Mandy Beppler ist Friseurin und Bürokauffrau.
W
as mir zu diesem Thema einfällt, ist das Klonen, also der Versuch, ein
menschliches Wesen zu schaffen, das genetisch mit einem anderen
identisch ist. Spätestens bei der Geburt von Klonschaf Dolly mussten wir
feststellen, wie schnell Klonforschung und Gentechnik voranschreiten und wie
viele der bisher gültigen Regeln von der wissenschaftlichen Realität schlichtweg überholt wurden. Die Entscheidung darüber, was verboten und was
erlaubt werden soll, ist ziemlich schwierig − und ich möchte nicht diejenige
sein, die diese Entscheidung treffen muss. Wo setzt man die Grenze zwischen
medizinisch sinnvoller Forschung und unzulässigen, weil ethisch bedenklichen Versuchen an menschlichen Geweben oder gar Embryonen?
Wo beginnt der Schutz menschlichen Lebens?
Petra Gebhard, 51 Jahre alt und Köchin an der TU Darmstadt
Bio ist, was ihr draus macht
7
Nachrichten
Ethisch unbedenklich:
Stammzellen aus Fruchtwasser
Das Fruchtwasser von
Schwangeren enthält Stammzellen, die sich möglicherweise
für therapeutische Zwecke eignen.
Österreichische Forscher haben
2005 erstmals Stammzellen aus
Fruchtwasser isoliert. Aber es
blieb unklar, zu welchen Zellarten
sich die Stammzellen entwickeln
können und wie groß demnach ihr
therapeutisches Potenzial ist.
Forscher um Paolo De Coppi
und Georg Bartsch Jr. vom Wake
Forest Institute for Regenerative
Medicine in North Carolina haben
jetzt herausgefunden, dass Stammzellen aus Fruchtwasserproben
sich zu Fett-, Muskel-, Nerven-, Leber- und Knochenzellen entwickeln
können.
Weil diese Zellen auch in der
Nachgeburt enthalten seien,
stünde somit eine ergiebige und
ethisch unbedenkliche Quelle
für Stammzellen zur Verfügung,
schreiben die Forscher im Magazin
»Nature Biotechnology«. Die
Zellen könnten neue Therapien
r Das Fruchtwasser von Schwangeren könnte eine ergiebige Quelle
für Stammzellen sein – eine ethisch
unbedenkliche dazu. Forscher aus
den USA haben sie jetzt angezapft.
beispielsweise von Rückenmarksverletzungen oder Alzheimer
ermöglichen. Allerdings sind die
Stammzellen aus dem Fruchtwasser nicht so flexibel wie embryonale Stammzellen, die sich in alle
im Körper vorkommenden Zelltypen verwandeln können. Sie sind
aber wesentlich vielseitiger als
adulte Stammzellen. Wurden diese
etwa dem Nervengewebe entnommen, können sie sich wiederum
nur zu Nervenzellen entwickeln.
Die Stammzellen aus dem
Fruchtwasser zeigten dagegen
auch nach 250 Teilungen noch
keine Alterserscheinungen und
bildeten keine Tumore, was eine
therapeutische Nutzung ausschließen würde. Durch Einpflanzen
von Fruchtwasserstammzellen in
Mäuse haben die Wissenschaftler gezeigt, dass sich aus ihnen
funktionstüchtiges Nerven- oder
Knochengewebe entwickelt. Sie
glauben daher, dass die Zellen für
Therapien von Knochen- und Nervenleiden geeignet sein könnten. Salmonellen greifen Körper
mit Guerilla-Taktik an
Salmonellen gehen im Körper
ihres Opfers ähnlich vor wie
Guerilla-Kämpfer. Das haben
Forscher an der britischen University of Cambridge herausgefunden.
Ihre Ergebnisse könnten helfen,
neue Impfstoffe zu entwickeln, die
eine Infektion effektiver bekämpfen, berichtet das Magazin des
britischen Biotechnology and Biological Sciences Research Council.
An Salmonellen sterben weltweit
jährlich etwa 250 000 Menschen.
Die Wissenschaftler haben Mäuse mit Salmonellen infiziert. Die
meisten infizierten Mäusezellen
enthielten dabei jeweils nur ein
Salmonellen-Bakterium, stellten
die Forscher fest. Dieses Ergebnis
war überraschend, da üblicherweise in Zellkulturen einzelne Zellen
mit vielen Bakterien befallen sind.
Zunächst dachten die Forscher,
dass das Immunsystem der Mäusezellen die Bakterien am Wachsen
hindert.
Doch mit Hilfe eines Computermodells konnten sie jetzt eine
o Auch wenige Kämpfer können
großen Schaden anrichten, wenn sie
die Guerilla-Taktik anwenden
andere Erklärung finden. Nach dem
Modell dringt eine einzelne Salmonelle in die Zelle ein, wächst und
vermehrt sich rasch. Ihre Nachkommen verlassen die Zelle, bevor
deren Immunsystem sie vernichten
kann. Sie schwärmen aus, jeder
befällt wieder ein gesundes Opfer,
und die neu infizierten Zellen
müssen jeweils ihr Immunabwehrprogramm starten.
Pietro Mastroeni, Leiter des
Forscherteams, vergleicht das Vorgehen der Bakterien mit einer Guerilla-Taktik: Den Gegner zwingen,
an vielen Orten gegen eine kleine
Zahl von Angreifern zu kämpfen,
anstatt ihm zu erlauben, an einem
Ort vernichtend zuzuschlagen.
Diese Taktik der Bakterien führt
zu einer wachsenden Anzahl von
getrennten Infektionsherden.
Christian Meier
Bio ist, was ihr draus macht
Frau Merkels Farbenkasten
Lieblingsfarbe: bunt
Rote, graue, grüne, blaue – lieber Biotechnologe, komm und schaue!
Moment, ich dachte das gibt
es nur in Kinderliedern und
bei Laternen? Und wo bleibt das
Gelb? Gibt es keine gelbe Biotechnologie? Wie unfair, Gelb wird
gemobbt. Gleich fünf verschiedene
Richtungen gibt es. Gekennzeichnet durch jeweils eine Farbe: Rot,
Grau, Grün, Blau und Weiß. Lieblingsfarbe bunt. Genauer schauen
lohnt sich. Aber durchblicken muss
nicht gleich sein, oder? Also der
Reihe nach.
Das Entwickeln neuer Medikamente und Heilmethoden ist
Hauptaufgabe der roten Biotechnologie. Rot wie Blut. Klar. Stammzellen lautet hier das Stichwort.
Sie besitzen die Fähigkeit sich
immer wieder zu teilen und ganz
unterschiedliche Entwicklungsrichtungen einzuschlagen, zum
Beispiel zu Gewebe oder Organen.
Es gibt auch Blutstammzellen im
Knochenmark. Von wegen Rot und
so. Ihre Möglichkeiten sind aber
schon eingeschränkter. Sie werden
zwar zu verschiedenen Blutzelltypen, können aber keine Muskeloder Nervenzellen bilden. Deshalb
brauchen Wissenschaftler die
Bio ist, was ihr draus macht
Alleskönner: humane embryonale
Stammzellen. An ihnen darf aber,
im Sinne des EmbryonenschutzGesetztes, in Deutschland nicht
herumexperimentiert werden. Da
ist bestimmt manch Forscher ganz
rot vor Wut.
Grau entsteht, wenn es Kinder
in ihrem Farbkasten zu gut meinen
und alles zusammenkippen. Genau
darum geht es in der grauen Biotechnologie. In Kläranlagen fließt
alles zusammen und ergibt eine
eklige, graue… Na gut, lassen wir
das. Nur so viel: Es gibt Mikroorganismen, denen schmeckt das, und
sie zerkleinern die Pampe. Damit
nicht genug. Bakterien machen
noch mehr graue Drecksarbeit. Sie
schaffen es, auch vergiftete Böden
zu reinigen.
Die grüne Biotechnologie
beschäftigt sich mit allem was
blüht und gedeiht. Mit Pflanzen
und mit Landwirtschaft. Sogar
grüne Politiker kommen da ab und
zu ins Spiel, da auch die gezielte
gentechnische Veränderung von
Grünzeug zu diesem Zweig zählt.
Bekanntes Beispiel ist der Versuch,
Pflanzen gegen Schädlinge oder
ungünstiges Wetter abzuhärten
und so die Erträge zu erhöhen.
Im Ausland gedeihen sie derzeit
besser. Die grünen Politiker und
die Genetik. Während Europäer
genmanipulierter Nahrung skeptisch gegenüberstehen, gehören in
den USA gentechnisch veränderter
Mais und Soja bereits zum Alltag.
Weiß ist keine richtige Farbe.
Weiß ist schwer zu sehen. Auch
die weiße Biotechnologie wird von
uns am wenigsten wahrgenommen.
Gleichzeitig ist sie überall. Wir
sind ständig von ihren Errungenschaften umgeben. Genauso wie
mehr Dinge um uns herum weiß
sind, als wir im ersten Moment
glauben würden. In Brot, Wein,
Bier, Sauerkraut, Salami, Käse und
Joghurt steckt jede Menge Biotechnologie. Ohne, dass es uns auffällt.
Weiße Biotechnologie passiert in
geschlossenen Industriehallen.
Zugleich ist sie die älteste und
ursprünglichste Form. Früher
gewannen Apotheker Insulin
aus Bauchspeicheldrüsen von
Schweinen. Heute wird es mit Hilfe
von Bakterien im großindustriellen
Maßstab produziert.
Blau wie der Himmel, blau
wie das Meer. Beim Versuch den
Himmel technisch zu verändern
würden Biologen wohl eher baden
gehen. Dann lieber freiwillig ins
Wasser. Tiefseebakterien suchen.
Diese Mikroorganismen haben
sich an ein Leben unter extremen
Bedingungen angepasst. Starker
Druck, Hitze, Sauerstoffmangel –
für sie kein Problem. Wissenschaftler erhoffen sich daraus Enzyme zu
gewinnen, die beispielsweise auch
bei hohen Temperaturen wirksam
bleiben.
Kommen wir zu den Außenseitern, den Gemobbten. Kommen
wir zum Gelb. Auch wenn es kaum
einer weiß, es gibt sie heute
tatsächlich, die gelbe Biotechnologie. Jemand hat sich erbarmt und
etwas Neues entwickelt. Ihr Spezialgebiet ist das Herstellen von
anorganischen und organischen
Ausgangsstoffen. Ein Beispiel ist
die Produktion von Ammoniak als
Grundbaustein von Düngemitteln.
Die gelbe Biotechnologie ist also
wichtig für alle anderen. Bloß nicht
gelb werden vor Neid.
Christina Merkel
Diagnose Zukunft
Bald analysieren Ärzte das Erbgut ihrer Patienten,
bevor sie ihre Krankheit behandeln.
Gen-Chips liefern innerhalb weniger
Stunden ein umfassendes genetisches
Profil eines Menschen – und das auf der Fläche eines Daumennagels. Schon länger sind die
Chips ein bedeutendes Instrument für die Forschung. Jetzt sollen sie auch bei der Diagnose
und Therapie von Krankheiten helfen, allen voran Krebs.
Der Arzt zieht rasch ein Wattestäbchen über
die Mundschleimhaut. Oder er piekst mit einer
kleinen Nadel in die Fingerkuppe. Ein Bluttropfen quillt aus der Haut und wird von einem
Teststreifen aufgesaugt. Der Doktor schiebt ihn
in ein Gerät von der Größe eines Schuhkartons.
Alle 30 000 Gene des Patienten werden hier auf
einen Schlag registriert – welche von ihnen sind
aktiv, welche schlafen? Wie viele Kopien gibt
es von einzelnen Erbgutträgern, welche Mutationen sind vererbt? Minuten später das Ergebnis:
»Dieses Medikament ist für Sie geeignet. Ihre
optimale Dosis liegt bei zwölf Tropfen täglich.«
Dann blickt er noch einmal auf und lächelt:
»Und, ach ja. Der Krebstest ist negativ.«
Nur eine Zukunftsvision? Tests dieser Art
benötigen heute zwar noch mehrere Stunden.
Und nur Spezialisten können mit den Gen-Chips
umgehen. Doch die Technik der so genannten
DNA-Microarrays, die ein umfassendes Genprofil
erstellen, ist längst vorhanden. Bei Tumorzellen
etwa sind andere Gene aktiv als bei normalen
Körperzellen. So lässt sich eine frühe Diagnose
stellen – lange bevor ein Arzt auf einem Ultraschall- oder Röntgenbild einen Tumor erkennen
kann. Mit dem Wissen, welche Rolle bestimmte
Gene bei der Ursache von Krankheiten spielen,
lassen sich Risikofaktoren bestimmen und Therapien verbessern. Weltweit analysieren tau-
10
sende Forschergruppen die Funktion der Gene
und entschlüsseln ihre Aufgabe rasend schnell:
Allein das Deutsche Krebsforschungszentrum in
Heidelberg entdeckte im vergangenen Jahr sechs
Gen-Signaturen, die bei der Krebstherapie relevant sind. Auch zu zwei anderen Krankheiten,
einer tödlichen Herzerkrankung bei Säuglingen
sowie der entzündlichen Darmkrankheit Morbus
Crohn, fanden sie genetische Ursachen.
Allerdings gibt es auch Rückschläge. Denn
über die Hälfte der Microarray-Studien zu Krebs
enthalten kritische Fehler, wie eine US-amerikanische Forschergruppe am National Cancer
Institute in Maryland im Januar berichtete. Offenbar produzieren Gen-Studien solche Unmengen an Daten, dass Forscher diese leicht fehl
interpretieren. Oft ist es auch schwierig die Studien zu wiederholen und damit die Ergebnisse
zu bestätigen. Um solche Fehler zu vermeiden,
stellten die Wissenschaftler einen Leitfaden zusammen. »Diese Richtlinien sollen die Qualität
der Microarray-Analysen wesentlich verbessern«, schreiben die Forscher in der Zeitschrift
ihres Instituts.
Revolution in der Medizin
Die boomende Gen-Chip-Branche braucht also
gesicherte Erkenntnisse, um ihre Produkte im
Gesundheitsmarkt zu platzieren. Mit entsprechenden Diagnosegeräten könnten Ärzte Krebs
und andere Krankheiten früher erkennen und
darüber hinaus die Therapie genau an Art des
Tumors oder Erregers und das Erbgut des Patienten anpassen. »Das wird nicht morgen sein«,
sagt Jörg Hoheisel, Leiter der Funktionellen Genanalyse im Deutschen Krebsforschungszentrum. »Aber noch im frühen 21. Jahrhundert, im
sehr frühen sogar.« Einige wenige Chip-Tests
analysieren schon heute das Erbgut von Menschen, aber auch von Viren und Bakterien, um
Veranlagungen und Krankheiten zu erkennen.
Immer mehr Unternehmen entstehen, große
wie kleine Firmen entwickeln eigene Chiptechniken und neue Tests. »Das fängt gerade erst an,
aber das wird ein großer Markt«, sagt Hoheisel.
Sein Blick streift dabei kurz den Kalender an
der Wand. »Wien«, »München« oder »Boston«
steht da ein ums andere Mal. Die Städtenamen
stehen für Tagungen, die sich allein um die verheißungsvollen Gen-Chips drehen. »Als ich vor
ein paar Jahren angefangen habe, waren es vielleicht drei Kongresse im Jahr, heute kann man
sie gar nicht mehr zählen.«
Die EU hat die Chancen der Gen-Chips erkannt. Ihr OVCAD-Projekt (Ovarian Cancer – Diagnosing a Silent Killer) soll schnelle Diagnosen und optimale Therapien für Eierstockkrebs
entwickeln. Mit einem Budget von über vier
Millionen Euro ist die Initiative das größte europäische Forschungsprojekt zur Krebsdiagnose.
Dabei sollen Gen-Chips zunächst die die Genaktivitäten in Tumorzellen von Patientinnen mit
Eierstock-Krebs analysieren. »Uns interessieren
vor allem Unterschiede zwischen jenen Patientinnen, die auf eine Chemotherapie ansprechen
und jenen, bei denen diese Standardtherapie
versagt«, sagt Professor Robert Zeillinger, OVCAD-Chef an der Medizinischen Universität
Wien. »Die Analyse dieser Unterschiede wird es
ermöglichen, Aussagen über den potenziellen
Erfolg einer Chemotherapie zu treffen, und
zwar zum Zeitpunkt der Diagnose, und nicht
wie bisher üblich erst viele Monate und großes
Tumorwachstum später.« Eine seiner Mitarbei-
Bio ist, was ihr draus macht
Wohnzimmertauglich: Lesegeräte für
Gen-Chips kommen im schicken Design und
lassen sich über den Windows-PC steuern.
Bio ist, was ihr draus macht
11
terinnen, Eva Obermayer, hat sogar schon eine
Methode entwickelt, um mit Gen-Chips einzelne,
verstreute Krebszellen im Körper zu finden. Damit scheint ein Schnelltest für Krebs in greifbare
Nähe zu rücken. Entwickelt hat die Technik der
Amerikaner Stephen Fedor Ende der 80er Jahre
(siehe Infobox auf S. 13). Heute ist der Biochemiker längst Multimillionär. 1993 gründete er das
Unternehmen Affymetrix, das heute Weltmarktführer in der Gen-Chip-Technik ist. Es brachte
1996 den ersten kommerziellen Chip auf den
Markt – zur Erforschung des AIDS-Virus.
Inzwischen stellen verschiedene Unternehmen die kleinen Glasplättchen her. Manche
enthalten alle 30 000 bekannten menschlichen
Gene, andere das komplette Genom von Hund
oder Maus. Manche Chips konzentrieren sich
auf ein spezielles Gen und hunderte seiner Mutationen. In der Lebensmitteltechnik spüren sie
gentechnisch veränderte Pflanzen auf oder dienen als Bakterientest, indem sie deren Erbgut
nachweisen. Um die Chips auszulesen, benötigen die Labore Lesegeräte, die so viel wie ein
Mittelklasse-Wagen kosten. Die Chips sind jedoch schon für zwanzig bis einige hundert Euro
erhältlich. Große Biotech-Zulieferer wie Applied
Biosystems, Affymetrix oder Agilent stampfen
mittlerweile weltweite Netze von »Service-Providern« aus dem Boden. Dort können Genforscher ihre Studien in Auftrag geben.
So können auch Wissenschaftler mit wenig
Chip-Erfahrung die Unterschiede im Erbgut
aufspüren, die für Erbkrankheiten sowie Therapieerfolge bei Krebs oder Infektionen verantwortlich sind. Denn gerade da liegt das Problem.
»Nur weil der Test an einem Patienten in Heidelberg funktioniert, heißt das nicht, dass das auch
in jedem anderen Labor klappt«, sagt Jörg Hoheisel. In der Forschung gehört das zum Alltag,
dort müssen Experimente mehrmals wiederholt
werden. Aber damit Ärzte bei ihren Patienten
routinemäßig Diagnosen stellen können, muss
eine einzige Analyse ausreichen, erklärt der
Forscher. Dazu müssen die Chips so robust sein,
dass sie bei unterschiedlichsten Bedingungen
verlässlich arbeiten. »Das soll nicht nur ein hoch
qualifizierter Wissenschaftler, sondern auch
eine medizintechnische Assistentin hinkriegen
können«, sagt Hoheisel. Außerdem müsse der
12
Test schnell und billig sein. Deshalb werde es
auch nie den einen Chip geben, der alles kann,
sondern für jede Anwendung einen eigenen.
Der weltweit erste Gen-Chip für die Routinediagnostik kam bereits vor zwei Jahren auf den
Markt. Mit dem Amplichip CYP450 des Pharmakonzerns Roche kann ein Arzt das optimale
Arzneimittel und die richtige Dosis für seinen
Patienten bestimmen. »Das ist ein enormer
Fortschritt, denn Nebenwirkungen von Medikamenten sind die fünfthäufigste Todesursache in
Deutschland«, sagt Professor Ivar Roots, Leiter
des Instituts für Klinische Pharmakologie an der
Charité in Berlin. Wie gut der Körper ein Medikament verträgt, hängt bei einem Viertel aller
Präparate von hauptsächlich zwei Genen ab. Sie
produzieren ein Enzym, das vor allem Antidepressiva, Psychopharmaka und Schmerzmittel
abbaut. Der AmpliChip CYP450-Test analysiert
rund 30 verschiedene Mutationen der beiden
Gene und ermittelt so, wie schnell oder langsam und im Extremfall überhaupt nicht ein Patient
einen Wirkstoff abbaut.
Pharmagigant lässt warten
»Rund sieben Prozent der Bevölkerung fehlt
dieses Enzym komplett«, erklärt Roots. Diese
Personen könnten schon bei Standarddosen
starke Nebenwirkungen haben. Mit Hilfe dieses
Chips ließe sich schon vorher ein anderes Präparat verschreiben. Menschen, die das Medikament hingegen zu schnell abbauen, benötigen
eine höhere Dosis. Roots sagt, er glaube fest
daran, dass durch den Test die Therapie billiger
wird: »Wir kommen schneller zum Ziel und haben dabei weniger Nebenwirkungen.«
Als Roche seinen Gen-Chip einführte, versprach der Konzern, binnen einem Jahr noch
einen weiteren auf den Markt zu werfen. Dieser sollte verschieden Typen von Leukämie unterscheiden können. Bislang müssen Ärzte die
kranken Blutzellen unter dem Mikroskop betrachten, um eine Diagnose zu stellen und die
richtige Chemotherapie auszuwählen. Das Verfahren ist fehleranfällig und dauert sehr lange.
Einige Leukämiearten töten jedoch innerhalb
weniger Tage. Mit dem versprochenen Gen-Chip
wäre die Diagnose sicherer und innerhalb weniger Stunden gestellt. Doch er lässt bis heute auf
sich warten. Von Roche auf Nachfrage nur dieser
Kommentar: Der Chip sei noch in der Entwicklung und werde bald kommen.
Auch seinen ersten Chip hat der Konzern
mit Pauken und Trompeten angekündigt, dann
aber nicht recht auf den Markt bringen können:
Nur eine Hand voll Labore bieten den Test in
Deutschland an. Und obwohl Roots von Beginn
an zu den Anbietern gehörte, hat er bis heute nur
einige Dutzend Tests durchgeführt. Denn Roche
verlangt 500 Euro für einen Chip. Zuzüglich Laborkosten und Gewinnspanne steht am Ende das
Doppelte auf der Rechnung, rechnet Roots vor.
Roche habe zwar signalisiert, ihren Chip billiger
anzubieten. Doch wie – das ist fraglich. Denn der
Konzern hat auf die Technik des Marktführers
Affymetrix gesetzt. Wer sich bei dem Hersteller
individuelle Chips zusammenbauen lässt, hängt
an seiner Preisvorgabe. Ein chemischer Trick
macht die Chips zudem zum Einwegprodukt: Die
Sonden-DNA auf dem Chip und die DNA aus der
Probe verkleben durch einen Zusatz untrennbar
miteinander.
»Diese medizinischen Gen-Chips können nur
im Niedrigpreisbereich funktionieren«, sagt Dr.
Andreas Lindauer, der im medizinischen Versorgungszentrum Synlab arbeitet. Der Verbund
verschiedener Labore bietet Analysen für Krankenhäuser, Ärzte, Veterinäre sowie Umwelt- und
Lebensmitteldiagnostik an – auch mit Gen-Chips.
»Wir sind ein Routine-Labor und müssen wirtschaftlich arbeiten«, sagt Lindauer. Er benutzt
Chips von Greiner Bio-One. Die Gesellschaft bietet drei Gen-Chips an. Einer unterscheidet das
Genom von acht verschiedenen Tierarten. So
lassen sich Fleischsorten in Lebensmitteln bestimmen. Die beiden anderen Chips kommen in
der Medizin zum Einsatz. Sie analysieren jedoch
nicht das menschliche Erbgut, sondern das von
Viren und Bakterien. So erkennt der ParoCheck
Parodontitis, eine bakterielle Zahnfleischinfektion, die zum Zahnausfall führen kann. Der jüngste
Test weist HPV nach. Das Virus verursacht Gebärmutterhalskrebs, die zweithäufigste Krebsursache bei Frauen. Es gibt über 20 verschiedene
HPV-Stämme, doch nur zwei von ihnen sind für
die überwiegende Zahl an Krebserkrankungen
verantwortlich. Wer laut Diagnose mit einem
weniger gefährlichen Stamm infiziert ist, konnte
Bio ist, was ihr draus macht
Wie funktionieren Gen-Chips?
Die Technik nutzt aus, dass die DNA aus zwei spiegelbildlichen Ketten besteht. Verschiedene
Enzyme trennen die beiden Ketten auf oder verbinden sie wieder miteinander. So lässt sich mit
einem künstlichen Spiegelbild ein bekannter Abschnitt einer DNA-Kette herausfischen. Jetzt
fehlt der Gen-Angel nur noch ein Schwimmer, damit die Forscher auch sehen können, ob die
DNA angebissen hat. Deshalb haben sie in den Köder (das künstliche Spiegelbild) einen chemischen Schalter eingebaut, der leuchtet, sobald sich die beiden DNA-Stränge verbinden. So
können sie herausfinden, ob ein bestimmter DNA-Abschnitt vorhanden ist. Deshalb heißen die
künstlichen DNA-Stränge mit dem Leuchtschalter auch Sonden.
Wer nach zwei verschiedenen DNA-Strängen sucht, muss seine Probe jedoch zweimal untersuchen, da er nicht unterscheiden kann, welche der beiden Sonden leuchtet. Der Amerikaner
Stephen Fodor entwickelte die Technik deshalb Ende der 80er Jahre weiter, in dem er die Sonden auf eine feste Oberfläche klebte. Diese unterteilte er in Quadrate, von denen jedes andere
Sonden enthält. Jedes Quadrat steht dann für ein Gen. Mit Techniken aus der Halbleiterindustrie lassen sich tausend verschiedene Proben auf der Fläche eines Daumennagels unterbringen, weshalb sich auch der Begriff »Gen-Chip« einbürgerte.
sich bisher nicht sicher sein, ob er nicht auch die
Killer-Stämme in sich trägt. »Jetzt ist es erstmals
möglich, Mischinfektionen nachzuweisen«, sagt
Lindauer. Noch müssen Patientinnen die Vorsorgeuntersuchung selbst zahlen – je nach Umfang
kostet diese zwischen 35 bis 150 Euro.
Der Hersteller Greiner Bio-One ist Tochter
der Greiner Holding, einem globalen Unternehmen mit mehreren hundert Millionen Euro Jahresumsatz. Aber auch kleine Firmen drängen auf
den wachsenden Markt. So zum Beispiel Carpegen. Das Unternehmen wurde 2001 in Münster
gegründet und beschäftigt mittlerweile sechs
Mitarbeiter. Sein Gen-Chip weist Pilze im Mundoder Genitalbereich nach. Außerdem bestimmt
er genau die Art der Infektion. Mit der bisherigen Methode unter dem Mikroskop ist das sehr
schwierig und oft gar nicht möglich. Für die
Therapie ist eine eindeutige Diagnose jedoch
sehr wichtig. »Wir haben bei der Entwicklung
des Chips sogar ganz neue Pilzarten entdeckt«,
berichtet Geschäftsführerin Antje Rötger. Scheidenpilze seien weit verbreitet, fast jede Frau
leide mindestens einmal im Leben unter einer
Infektion. Der Markt ist da, und auch der Preis
Bio ist, was ihr draus macht
scheint zu stimmen. Der Test kostet 48 Euro.
»Wir haben versucht, unsere Chips möglichst
kosteneffektiv zu halten«, sagt Rötger. »Ein medizinischer Test muss schnell und billig sein.«
Das Start-Up könnte zu einer Erfolgsgeschichte werden, wie schon der heutige Marktführer
Affymetrix. Der Gigant muss sich indes gegen
immer mehr Konkurrenz behaupten. So etwa der
frühere Kooperationspartner Agilent. Der Laborgerätehersteller produzierte ursprünglich die
Lesegeräte für die Affymetrix-Chips, bietet heute jedoch ein komplett eigenes System an. Auch
Applied Biosystem, einer der größten Zulieferer
der Life-Science-Branche, investierte in den
vergangenen Jahren viel Geld, um eigene Plattformen zu entwickeln. Seine Chips sollen schon
geringste DNA-Mengen nachweisen. Zudem können sie im Vergleich mit ähnlichen Geräten die
Aktivitäten von fast 8 000 Genen mehr messen.
So können Forscher unterschiedliche Genaktivitäten von Krebs und gesunden Zellen identifizieren, ohne dass sie vorher wissen, welche Gene
sie analysieren müssen.
Die Heidelberger Firma Febit hat die ChipTechnik bereits zu Prozessoren weiterentwi-
ckelt. Das vor zwei Jahren auf den Markt gebrachte Geniom stellt die Chips erst her, wenn
sie der Wissenschaftler braucht. Mit einem
Laser schweißt es die gewünschten DNA-Sonden an die richtigen Stellen. »So kann sich jeder seine Tests so herstellen, wie er sie gerade
benötigt«, sagt Peer Stähler, Marketingleiter
bei Febit. Und Geniom verfügt noch über einen
weiteren Clou: Die Sonden sitzen nicht auf einer
Fläche, sondern in kleinen Röhren. »Damit muss
der Wissenschaftler den Chip nicht mehr in verschiedene Reagenzien tauchen und danach immer wieder abwaschen, sondern die Maschine
spült einfach alles durch«, erklärt Stähler. Das
spart Arbeitszeit, und auch die Materialkosten
seien niedrig. »Bei hoher Auslastung kostet ein
Chip nur 10 bis 20 Euro«, sagt Stähler. Noch sei
Geniom nur in der Forschung anwendbar, doch
das Unternehmen strebe an, das System für die
Medizin zu zulassen. Gen-Chips würden sich in
der Medizin in zehn bis 15 Jahren durchsetzen,
sagt er optimistisch. »Da bin ich mir ganz sicher,
weil eine bessere Diagnose die Kosten im Gesundheitssystem senkt.«
Sebastian Weissgerber
13
Interview
Labor oder Frittenbude?
Die Biotechnologie erlebte Mitte der 90er Jahre in Deutschland einen Gründerboom.
Um die Jahrtausendwende stagnierte die Branche aufgrund der weltweit negativen Wirt­
schaftsentwicklung jedoch auch hierzulande. Sabine Sydow ist Referentin für VFA Bio, die
»Interessengruppe Biotechnologie« im Verband Forschender Arzneimittelhersteller (VFA).
Wir sprachen mit ihr über Möglichkeiten und Chancen für junge Biotechnologen.
Frau Sydow, was haben Sie
studiert?
Biologie. Als ich anfing zu studieren, gab es noch keinen eigenständigen Studiengang »Biotechnologie«. Promoviert habe ich beim
Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin in Göttingen, wo ich
im Anschluss auch eine Post-DocStelle für weitere Experimente
bekommen habe.
Sie waren als Forscherin und
im Projektmanagement bei der
Schering AG tätig. Hatten Sie
mehr Freude an der Forschung
oder den Aufgaben in der Indus­
trie?
Das klingt vielleicht langweilig,
aber mir gefällt beides. Wenn mir
das Forschen heute fehlt, stelle
ich mich in die Küche und ändere
Rezepte. Ich backe selten einen
Kuchen nach Rezept, sondern muss
immer etwas Neues ausprobieren.
Forschen ist etwas Wunderbares.
Es ist natürlich auch unheimlich
frustrierend, wenn etwas schief
geht. Gerade dafür braucht
man Kooperationen und Teams.
Sparringspartner, die einem auch
mal mit schrägen Ideen helfen. In
der Entwicklung oder im Projektmanagement zu sein und unterschiedlichste Expertisen zusammen bringen, das Team auf eine
14
Zielrichtung einschwören und auch
in Krisensituationen zusammen
halten – diese Erfahrungen möchte
ich ebenfalls nicht missen.
Sind Biologen für Management­
aufgaben besser geeignet als
Biotechnologen?
Man braucht Leute, die auf ihrem
Gebiet gut sind, eine analytische,
naturwissenschaftliche Denkweise
haben und begreifen, worum es
geht. Auch wenn sie auf diesem
speziellen Forschungsgebiet noch
keine Erfahrung haben, müssen sie
sich schnell einarbeiten können.
Das sind Fähigkeiten, die man in
den breit angelegten naturwissenschaftlichen Studiengängen wie
Biologie oder Chemie lernt. Und
ohne Kreativität geht gar nichts.
Gerade auch in der Biotechnologie
wird Kreativität gebraucht und
gefördert.
Mussten Sie viele Bewerbungen
schreiben, um an diese Jobs zu
kommen?
Durch meine Diplomarbeit, die auf
einer ähnlichen Technik beruhte,
kam ich an die Dissertation am
Max-Planck-Institut in Göttingen. Danach wurde ich direkt
übernommen. Ich musste mich
also nicht bewerben. Nur bewähren. Bei Schering war es schon
aufwendiger, aber auch da musste
ich keine hundert Bewerbungen
schreiben, sondern vielleicht
zwölf.
Führt der Königsweg von der
Forschung in die Industrie?
Forschungserfahrungen sind
sicherlich vorteilhaft, denn sie
schärfen die wissenschaftliche
Denkweise. Wir brauchen unbedingt junge und gut ausgebildete
Forscher.
Der andere Weg führt direkt
vom Studium in die Industrie. Dort
gibt es beispielsweise den Außendienst, der häufig Sprungbrett zu
einem Beruf ist.
Man sollte für sich vorher den besten Weg skizzieren und herausfinden, wie man tickt. Nicht jeder will
an die Laborbank. Speziell in der
Pharmaindustrie ist ein Einstieg in
der Forschung aber hilfreich und
förderlich.
In welcher Biotech-Sparte sehen
Sie die besten Einstiegschancen?
In der Pharmaindustrie ist die
Biotechnoloie gar nicht mehr
wegzudenken. Eigentlich braucht
jedes Medikament Biotechnologie
im weitesten Sinne. Targetfindung
mittels Screening geht heute nur
noch biotechnisch oder gentechnisch; dabei werden aus einer
Vielzahl chemischer Substanzen
bestimmte Eigenschaften ermittelt,
um beispielsweise einen Wirkstoff
zu ermitteln. Genauso in der weißen Biotechnologie. Enzymatische
Zusätze im Waschmittel oder in
Lebensmitteln sind heute an der
Tagesordnung. Da gibt es sehr gute
Möglichkeiten.
Die grüne Biotechnologie, bei
der es um gentechnisch veränderte
Pflanzen, also Resistenzen gegen
Schädlinge und Ähnliches geht,
fängt an wichtig zu werden. In
Zukunft bieten sich ganz bestimmt
auch hier Möglichkeiten.
Welche Softskills halten Sie für
wichtig?
Eine selbständige systematische,
analytische Denk- und Arbeitsweise sowie Durchsetzungskraft, um
Projekte auch bei Fehlschlägen
verteidigen zu können. Außerdem
Überzeugung, Durchhaltevermö-
Bio ist, was ihr draus macht
l Sabine Sydow studierte Bio­
logie und promovierte am MaxPlanck-Institut für experimen­
telle Medizin in Göttingen im
Bereich Neurowissenschaften.
Nach ihrer Promotion forschte
sie dort als Post-Doc und suchte
dann die Industrienähe bei
einer Tochterfirma der Schering
AG in Berlin, bevor sie ganz auf
den Laborkittel verzichtete und
bei Schering ins internationale
Projektmanagement ging. Heute
ist Sabine Sydow Referentin für
VFA Bio.
gen und Geduld. Flexibilität, weil
sich Rahmenbedingungen häufig
und schnell ändern und Projekte
meist zeitlich begrenzt sind. Oft
muss man sich neuen Herausforderungen stellen oder den Wohnort
wechseln. Flexibilität auch im
Kopf, weil oft neue Erkenntnisse
völlig neue Vorgehensweisen
erfordern. Ein absolutes Muss
ist Teamfähigkeit. Vielleicht
selbstverständlich, aber mittlerweile wichtiger denn je: Englisch.
Pharma und Biotechnologie im
Allgemeinen sind sehr global und
ticken Englisch.
Wie schätzen Sie die Entwicklung
der Branche ein?
Sie wird weiterhin ein Wachstumsmarkt sein. Gesundheitliche
Dienstleistungen sind die Basisinnovationen des 21. Jahrhun-
Bio ist, was ihr draus macht
derts, sagen Zukunftsforscher.
Die demographische Entwicklung
stellt große Herausforderungen
an Politik und Wissenschaft, so
dass auf diesem Gebiet sicherlich
investiert wird und die berechtigte
Hoffnung besteht, dass dabei neue
Arbeitsplätze entstehen.
Andererseits herrscht großer
Kostendruck. Kostendämpfungsmaßnahmen der Politik wirken
sich auf die Personalplanung aus.
Daher können nicht alle jungen
Menschen eingestellt werden,
die das wollen. Die guten Leute
werden aber weiterhin benötigt,
vor allem Spezialisten.
Ist also eine Spezialisierung
nötig?
Es ist hilfreich, man darf aber
die Breite nicht verlieren. Ein
Spezialist auf seinem Forschungsgebiet muss natürlich seine
Spezialisierung hinten anstellen,
wenn er raus aus der Forschung
in die Industrie geht und dort ein
interdisziplinäres Team leiten soll.
Aber ein Fachgebiet ist sicherlich
von Vorteil.
Welche Tätigkeiten gibt es denn
konkret?
Nehmen wir nur mal die Pharmaunternehmen. Man kann an der
Laborbank stehen und forschen
oder Forschung betreuen und steuern. Man kann in der Entwicklung
arbeiten, bei klinischen Studien
mitwirken oder medizinisch-wissenschaftliche Begleitung machen,
also am Schreibtisch Papiere
auswerten und medizinisch-wissenschaftliche Zusammenhänge
bewerten. Es gibt die Zulassungsabteilung, die Patentabteilung,
Marketing, Projektmanagement,
die Qualitätsabnahme bei
Produktion und Vertrieb. Es gibt
das Business Development. Da
wird geschaut, woran wird in der
Branche geforscht, was käme für
das eigene Portfolio in Frage. So
groß wie die Wertschöpfungskette
bei der Arzneimittelherstellung ist,
so groß sind auch die Chancen für
Biotechnologen oder Biologen.
Investieren die Firmen auch in
die Ausbildung von Nachwuchs­
kräften?
Das Studieninstitut Pharmazeutische Biotechnologie in Biberach
an der Riss ist im Herbst 2006
eingeweiht worden und bietet
Biotechnologie als Bachelorstudiengang an.
Die ersten Studenten haben im
Oktober angefangen. Es handelt
sich um eine Public Private Partnership von Bund, Land, Kommunen und Unternehmen der Region.
Boehringer Ingelheim steuert
hier fast 20 Prozent der für die
nächsten zehn Jahre vorgesehenen
Investitionen bei. Ziel ist eine
industrienahe Ausbildung, denn
deutschen Hochschulen wird häufig vorgeworfen, Studenten würden
praxisfremd ausgebildet.
Interessant ist auch die Kooperation zwischen der Technischen
Universität München und Roche.
Dort gibt es jetzt den Bachelorstudiengang Molekulare Biotechnologie. Praxiseinsätze im Biotechnologiezentrum von Roche in Penzberg
mit monatlicher Bezahlung sind
fest in die Ausbildung verankert.
Ein echtes Hand-in-Hand-Projekt:
Die Uni hat einen Partner in der
Wirtschaft, bei dem die Studenten
Praktika machen können und
vielleicht Diplomanden- oder
Doktorandenstellen bekommen.
Roche kann auf gut ausgebildete
Nachwuchswissenschaftler zählen.
Was tun Unternehmen noch für
qualifizierte Nachwuchskräfte?
Viele Unternehmen haben eine eigene Abteilung für Hochschulmarketing. Das sind Anlaufstellen für
Studierende und sogar Schüler, die frühzeitig ein Praktikum machen
möchten. Man vergibt Stipendien,
Diplom- und Doktorarbeiten, geht
raus auf Naturwissenschaftlerbörsen und wirbt aktiv um neue
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.
Die Firmen stehen genauso im
Wettbewerb wie die Bewerber.
Die gemeinnützige Scheringstiftung unterstützt naturwissenschaftliche Studiengänge und vergibt Stipendien für Diplomanden
und Doktoranden. Regelmäßig
finden Treffen von weltweit sitzenden Stipendiaten statt, die sich
gerne austauschen und vielleicht
auch kooperativ arbeiten.
Ein Fazit: Würden Sie jungen
Menschen heute immer noch zu
einem Studium der Biotechnolo­
gie raten?
Absolut.
Das Interview führte
Christoph Penter.
VFA Bio vertritt die Biotechnologie-Interessen im
Verband Forschender Arzneimittelhersteller (VFA), dem
weltweit 42 führende Hersteller angehören. Er bündelt die
Stimmen der Mitgliedsfirmen
in Fragen der Gesundheits-,
Forschungs- und Wirtschaftspolitik. Deutschland soll mit
Hilfe von VFA Bio zum führenden Biotechnologiestandort
Europas werden.
15
Experimente für zu Hause
Sprudel, blubber, kleb
Lisa Leander und Simone Müller
16
Bio ist, was ihr draus macht
Blitz-Mozzarella
Das braucht man:
• 0,5 l Vollmilch (3,5 % Fett)
• 250 g Joghurt natur (3,5 % Fett)
• Salz zum Würzen
• Geschirrtuch und Sieb
So funktioniert’s:
Zuerst die Milch zum Kochen
bringen, ohne sie dabei anbrennen
zu lassen. Dann kommen Salz und
Joghurt dazu. Gut umrühren, bis
die Milch beginnt auszuflocken.
Das Sieb mit einem Geschirrtuch
auslegen, die Masse hineingießen
und abtropfen lassen. Nachdem
das Ganze abgekühlt ist, noch einmal mit den Händen die restliche
Flüssigkeit herausdrücken.
Das passiert:
Die Bakterien, die im Joghurt
enthalten sind, produzieren
Milchsäure. Diese lässt das Eiweiß
in der Milch ausflocken. Durch das
Zusammenpressen wird aus der
Eiweißmasse der feste Käse.
Ergebnis:
Der Mozzarella lässt sich einfach
herstellen und es ist verblüffend,
wie schnell aus der Milch ein fester
Käse wird. Allerdings ist er recht
trocken und man sollte nicht am
Salz sparen, wenn man dem Käse
etwas Geschmack verleihen will.
Fazit: Nicht gerade Dinner-tauglich
– aber als »Notfall-Mozzarella«
durchaus zu empfehlen. So funktioniert’s:
Backpulver in die Flasche füllen
und Essig dazu geben. Schnell den
Luftballon/das Kondom über die
Öffnung stülpen – und staunen.
Das passiert:
Sobald das Backpulver mit dem Essig reagiert, wird Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Dieses Gas sorgt beim
Backen dafür, dass der Kuchen
schön aufgeht. Im Experiment
entsteht dadurch ein Überdruck in
der Flasche und das überschüssige
Gas bläst den Luftballon auf.
Ergebnis:
Schon eine geringe Menge an
Backpulver und Essig genügt,
damit sich der Ballon aufbläht. Um
ihn weiter zu füllen oder gar zum
Platzen zu bringen, reicht der Vorrat im Haushalt leider nicht aus.
Tipp: Kondome lassen sich leichter
aufpusten, da die Gummiwand
dünner ist!
So funktioniert’s:
Die Milch bis zum Dampfen
erhitzen, anschließend den Essig
hineingeben und umrühren. Wenn
die Milch ausflockt, alles durch ein
feines Sieb gießen. Die Flocken
aus dem Sieb mit dem Wasser und
Backpulver gut mischen – fertig ist
der Kleber.
Das passiert:
Ähnlich wie beim Blitz-Mozzarella
lässt die Säure im Essig die Milch
ausflocken, allerdings ist das Ergebnis alles andere als genießbar.
Klebrig wird die Masse durch das
Haupteiweiß der Milch, das Kasein.
Ergebnis:
Zunächst kommt eine zähe Masse
heraus, die dem Klebstoff aus der
Tube nicht gerade ähnlich sieht.
Doch wenn man den Bio-Kleber
zwischen zwei Papierstreifen
aufträgt und ihn aushärten lässt,
hält er so mancher Belastungsprobe stand.
Backpulver-Ballon
Das braucht man:
• 50 ml Essig
• 1 Päckchen Backpulver
• leere Wasserflasche
• Luftballon oder Kondom
Milch-Kleber
Das braucht man:
• 1 Glas Milch
• 3 Esslöffel Essig
• 1 Esslöffel Wasser
• 1 halbes Päckchen Backpulver
• 1 Sieb
Bio ist, was ihr draus macht
17
Erfindergeist aus der Erde
Die Natur beherbergt Millionen unbekannter Enzyme – die chemische Industrie braucht sie, um wettbewerbsfähig zu bleiben.
Die Plastikindustrie sinkt auf das Niveau
von 1900 zurück, zumindest was ihren
Erfindungsreichtum angeht. Die meisten Produktneuerungen bei Kunststoffen auf Erdölbasis
gab es um 1950, so eine Studie von McKinsey
aus dem Jahr 2003. Seitdem stürzt der Erfindergeist in diesem Zweig der chemischen Industrie
kontinuierlich ab.
Doch der steigende Ölpreis könnte das ändern. Um sich von dem schwarzen Kostenfaktor
unabhängig zu machen, setzen die Chemieunternehmen auf Biotechnologie. Bakterien, Pilze
und Enzyme sollen aus nachwachsenden Rohstoffen wie Stärke und Cellulose neue Grundstoffe produzieren. Aus diesen werden in Zukunft
herkömmliche Folgeprodukte wie Wasch- und
Reinigungsmittel, Lacke oder Kunststoffe hergestellt werden.
Auf diesem Weg gibt es aber noch einige Hürden zu überwinden. Während Stärke schon heute
zu Tausenden von Tonnen Bioplastik verarbeitet
wird, haben Biotechnologen noch keinen Weg
18
gefunden, Cellulose in seine Grundbausteine zu
zerlegen.
Cellulose ist – wie auch Stärke – ein riesiges
Kettenmolekül, das für viele industrielle Anwendungen in einzelne Zuckermoleküle zerlegt
werden muss. Viele nachwachsende Rohstoffe
enthalten Cellulose. »Enzyme werden zwar heute schon zum Abbau von Cellulose eingesetzt«,
sagt Garabed Antranikian von der Technischen
Universität Hamburg-Harburg. »Diese arbeiten
jedoch nicht effektiv genug für die Industrie.«
Als Mikrobiologe weiß Antranikian natürlich,
dass die Evolution Enzyme hervorgebracht hat,
die ihre jeweilige Aufgabe optimal lösen. Sie
beschleunigen chemische Reaktionen im Stoffwechsel, manche von ihnen milliardenfach,
ohne selbst dabei verbraucht zu werden.
Wenn er dennoch sagt, Enzyme arbeiteten
nicht effektiv, meint er: nicht effektiv unter den
Bedingungen der industriellen Produktion.
Um Cellulose im großen Stil in einzelne Zuckermoleküle zu zerlegen, braucht man konzen-
trierte Säure und hohe Temperaturen. Ab etwa
40 Grad Celsius lässt jedoch die Leistungsfähigkeit von Enzymen nach. Steigt die Temperatur
bis etwa 50 Grad, dann können sie ihre molekulare Form nicht aufrecht erhalten – und hören
auf zu arbeiten.
Zumindest gilt das für die meisten. Forscher
von Antranikians Institut für technische Mikrobiologie tauchen vor den Azoren und vor Japan
zu 350 Grad heißen Quellen in die Tiefsee und
entnehmen Wasserproben. Denn darin finden
sich hitzeliebende Bakterien, die sich an diesen
extremen Lebensraum angepasst haben.
Obwohl diese Tiefseebakterien keine Pflanzen verdauen, bringen sie aus ihrer stammesgeschichtlichen Vergangenheit Gene mit, in denen Cellulasen – Enzyme, die Cellulose spalten
können – verschlüsselt sind. Die Hamburger
Forscher brachten Organismen im Labor dazu,
diese Katalysatoren wieder herzustellen. Und
fanden tatsächlich solche, die langkettige Kohlehydrate bei etwa 80 Grad spalten.
Bio ist, was ihr draus macht
o Statt Erdöl: Mikroorganismen aus Gartenerde können Enzyme liefern, die Kunststoffe Lacke oder Medikamente herstellen.
Bio ist, was ihr draus macht
19
Die Biokatalysatoren können aber nicht nur
zerlegen, sondern auch aufbauen – und dabei
chemische Verfahren vielleicht sogar übertrumpfen. Denn die Grundstoffe, die aus Erdöl
oder nachwachsenden Rohstoffen hergestellt
werden, gleichen Legobausteinen, aus denen
komplexe Wirkstoffe zusammengesetzt werden
können. »Mit Hilfe von Enzymen könnten intelligente Produkte hergestellt werden, wie sie sonst
nicht möglich wären«, hofft Antranikian. Denn
Enzyme sind in der Lage, aus den Legosteinen
größere und komplexere Gefüge aufzubauen als
durch chemische Verfahren möglich. »Solche
intelligenten Produkte könnten zum Beispiel
die Freisetzung von Medikamenten oder Aromastoffen steuern«, sagt Antranikian. Er denkt
dabei an Moleküle, die Medikamente im Kör-
per langsam oder nur an bestimmten Stellen
abgeben.
Innovationen
aus der Gartenerde
Die europäischen Chemieunternehmen können
Produktinnovationen gut gebrauchen. Sie stehen im globalen Wettbewerb mit asiatischen
Konkurrenten, die Massengüter wie Essigsäure
für Lebens- und Reinigungsmittel inzwischen
deutlich günstiger produzieren. Nur durch ein
breites Angebot neuer, hochwertiger und vor
allem schwer nachzukochende Spezialprodukte
können die Europäer auf dem Weltmarkt bestehen. Mit dem Griff in den Werkzeugkasten der
Natur sollen Arzneimittel intelligenter, Waschmittel und Zahnpasta wirkungsvoller und Kunststoffe vielseitiger werden.
Kein Wunder also, dass die Branche mehrstellige Millionenbeträge in den industriellen Einsatz der Biotechnologie investiert. Schon heute
werden fünf Prozent der weltweiten Umsätze
der chemischen Industrie mit Hilfe biotechnologischer Verfahren erwirtschaftet. Eine Studie
von McKinsey aus diesem Jahr sagt voraus, dass
es 2010 bis zu 20 Prozent sein könnten.
Doch um die Werkzeuge der Natur überhaupt erst in die Hand zu bekommen, brauchen
die großen Chemieunternehmen Mitspieler mit
Bio-Know-How. »Viele Innovationen in der chemischen Industrie sind ohne die Partnerschaft
mit kleinen Biotech-Firmen oder Forschungsein-
20
richtungen nicht denkbar«, sagt Rainer Erb von
der Deutschen Bundesstiftung Umwelt. Henkel
lässt zum Beispiel bei der südhessischen Biotech-Firma Brain nach neuen Waschmittelenzymen suchen, die bei Temperaturen unter 30
Grad ihre beste Wirksamkeit entfalten. Dadurch
ließen sich Energie, Wasser und waschaktive
Chemikalien einsparen.
Die Biotechniker von Brain suchen nicht in
der Tiefsee oder in der Arktis nach neuen Organismen. Sie begnügen sich mit einer Handvoll
Erde aus dem Vorgarten. »In einem Gramm leben mindestens 10 000 Bakterienarten, die
Gene für mehr als zehn Millionen unerforschter
Enzyme enthalten«, sagt Jürgen Eck von Brain.
Der Biologe weiß aber auch, dass sich nicht viel
mehr als 50 dieser Bakterienarten im Labor
züchten lassen. »Die Mikroorganismen sind in
ihrer natürlichen Umgebung stark voneinander
abhängig. Stoffe, die eine Bakterienart ausscheidet, dienen häufig anderen Arten als Spezialnahrung.« Diese Komplexität ließe sich nicht oder
nur sehr bedingt nachempfinden. Brain nutzt ein
zum Teil an der TU Darmstadt entwickeltes Verfahren, mit dem sich die Enzymvielfalt dennoch
ins Reagenzglas holen lässt.
Die Biotechniker entziehen dabei allen in einer Erdprobe enthaltenen Mikroorganismen ihr
Erbgut. Alle Gene landen so in einem Topf. Das
Erbgut in diesem Cocktail wird in einzelne Gene
zerlegt, die jeweils den Bauplan für ein Enzym
enthalten. Diese Enzym-Baupläne werden dann
einzeln in das Erbgut von Mikroorganismen eingebaut, die sich im Reagenzglas leicht züchten
lassen. Die Wirtsorganismen stellen daraufhin die fremden Katalysatoren her. »Durch dieses
Verfahren öffnet sich die Tür zu den Mikroorganismen, die nicht kultivierbar sind«, sagt Eck.
Das Unternehmen hat schon mehr als 100
Millionen unerforschter Gensequenzen gesammelt. Dabei hilft ihnen ein Roboter, die Biokatalysatoren herauszufinden, die einen bestimmten
Wirkstoff herstellen. Er kann am Tag 250 000
Organismen aus der Brain-Sammlung auf einen
Nährboden platzieren und prüfen, welcher von
ihnen den gewünschten Wirkstoff produziert.
Dass es bei dieser Suche nach einem Wunschenzym einmal nur negative Tests geben
könnte, davor scheint Eck keine Angst zu haben.
»In der Bodenprobe von einem nahe gelegenen
Weinberg haben wir ein Erbgut gefunden, das
dem eines Mikroorganismus sehr ähnelt, der
bei 80 Grad und bei einem Säuregrad wie im
menschlichen Magen lebt.« Für ihn ein Hinweis
darauf, dass es an jedem Standort eine große
Vielfalt verschiedenster Organismen gibt, sogar
Extrembakterien. Und damit eine große Menge
an »biologischen Lösungen«.
Enzyme nach Bauplan
Andere Biotechnologen geben sich jedoch nicht
mit dem zufrieden, was die Natur bietet. Die
Wissenschaftler der Biotech-Firma BioSpring in
Frankfurt am Main sehen bei der Brain-Methode
den Nachteil, dass der Wirtsorganismus manche
der fremden Enzyme aus der Erde nur in geringen Mengen oder gar nicht herstellt. Sie suchen
nicht in der Natur nach dem optimalen Enzym,
sondern optimieren schon bekannte Enzyme.
BioSpring ändert die Gene der bekannten Enzyme, um ihre Leistung zu steigern oder an die
Bedingungen von industriellen Prozessen anzupassen. Durch den Umbau können Katalysatoren
auch völlig neue Wirkungsweisen verliehen werden, die ihr Einsatzspektrum erweitern.
Auch die südfranzösische Biotech-Firma Protéus setzt nicht auf die natürliche Vielfalt, sondern schafft eine künstliche. Ihr Verfahren erinnert an ein Würfelspiel: Stark vereinfacht gesagt
zerlegen die Biotechniker die Gene bekannter
Enzyme und fügen die Bruchstücke in zufälliger
Reihenfolge wieder zusammen. Die so erzeugten
Enzyme dienen einem bestimmten Zweck besser
oder schlechter als das Ausgangsenzym. Die
künstlich erzeugte Vielfalt lässt sich auf ähnliche Weise wie die natürliche Vielfalt aus dem
Vorgarten nach Varianten durchsuchen, die sich
für die Industrie eignen.
Da stimmt die Biologie
Henkel kooperiert nicht nur mit Brain, sondern
auch mit Protéus bei der Suche nach neuen
Waschmittelenzymen. Das zeigt, dass die chemische Industrie breites Interesse an biotechnologischem Know-How hat. Der rasche Zugang
zu neuen Technologien entscheidet das Rennen
am Markt. Wer den Weg von der Idee zum marktfähigen Produkt am schnellsten zurücklegt, hat
Bio ist, was ihr draus macht
am meisten Zeit, bis zur nächsten Produktinnovation Geld zu verdienen und die Entwicklungskosten wieder hereinzuholen. Außer mit
ihrem biotechnologischen Know-How trumpfen
die Biotech-Firmen vor allem mit ihren Enzym-,
Gen- oder Bakteriensammlungen auf, die sie mit
hohem Tempo nach Kandidaten für die industrielle Anwendung durchsuchen.
Das Chemieunternehmen BASF arbeitet in
Sachen Biotechnologie mit mehr als 30 Universitäten und Forschungseinrichtungen zusammen. Mit der Berliner Biotech-Firma OrganoBalance entwickelt die BASF-Tochter BASF Future
Business neue Zahncremes und Duschgels, die
von Milchsäurebakterien hergestellt werden. Or-
ganoBalance sucht in seiner Bakterienbank nach
Mikroorganismen, die Karieserreger bekämpfen
oder Körpergeruch vermeiden. BASF entwickelt
dann aus geeigneten Bakterienstämmen marktfähige Produkte. Bis 2008 will die Chemiefirma
160 Millionen Euro in die industrielle Biotechnologie investieren.
Die Konkurrenz Degussa bringt die eigene
Entwicklungsabteilung mit externem BiotechKnow-How zusammen: Der Konzern investiert
50 Millionen Euro in das »Science-to-BusinessCenter Bio« im nordrhein-westfälischen Marl.
Ab 2007 erforschen dort 60 Degussa-Wissenschaftler gemeinsam mit Hochschulen und kleinen Biotech-Firmen neue biotechnologische
Produkte und Prozesse auf Basis natürlicher
Rohstoffe. Eines der Forschungsprojekte sucht
nach neuen Arzneimittelkomponenten, die zum
Beispiel Aufnahme und Verteilung eines Wirkstoffes im Körper steuern.
Fündig geworden sind Degussa und Brain
bereits bei der Suche nach Mikroorganismen,
die Verdicker aus Zuckerrüben oder Zuckerrohr
herstellen können. Verdicker sind Kunststoffe,
die Lacken und Druckfarben, aber auch Lebensmitteln wie Pudding die gewünschte Zähflüssigkeit verleihen. Degussa testet, welcher
der Mikroorganismen für die Massenproduktion eingesetzt werden kann. Derzeit werden
etwa 100 000 Tonnen Verdicker pro Jahr aus
u Die hessische Firma Brain setzt auf den
Reichtum der Natur: Mikroorganismen aus
der Erde entzieht sie das Erbgut und baut
einzelne Gene in andere Trägerorganismen
ein – die dann Enzyme herstellen.
Bio ist, was ihr draus macht
21
Erdöl hergestellt. Die Industrie will durch den
Umstieg auf nachwachsende Rohstoffe in der
Kunststoffproduktion vor allem Kosten sparen.
Doch die neuen Kunststoffe haben manchmal
auch bessere Eigenschaften. Ein aus Mais hergestellter Kunststoff zeigt nach Angaben seines
Herstellers, dem amerikanischen Chemieriesen
DuPont, gegenüber Erdöl basierten Pendants
Vorzüge bei Verformbarkeit und Einsatztemperatur.
Die japanische Kaneka Corporation will den
Biokunststoff PHBH zur Marktreife weiterentwickeln. Die Eigenschaften dieses Kunststoffes,
etwa seine Flexibilität, lassen sich durch unterschiedliche Mischungsverhältnisse seiner Bestandteile gezielt beeinflussen.
Schon heute stellt das amerikanische Unternehmen Cargill Dow jährlich etwa 140 000
Tonnen des Biokunststoffs Polylactid (PLA) her.
Der biologisch abbaubare Werkstoff wird vielfäl-
tig verwendet, beispielsweise für Verpackungen
oder Textilfasern. Weil er vom menschlichen
Körper abgebaut wird, werden aus PLA zum Beispiel Knochenplatten hergestellt, die nicht mehr
durch eine zweite Operation entfernt werden
müssen, nachdem der Bruch geheilt ist. Die Zeit,
die der Kunststoff im Körper verbleibt, lässt sich
durch das Mischungsverhältnis von Bestandteilen und die Länge der Molekülketten, aus denen
der Kunststoff besteht, bestimmen.
Goldgräberstimmung
mit einer Prise Skepsis
Görge Deerberg vom Fraunhofer-Institut für
Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik in
Oberhausen sieht im PLA zwar auch ein zukunftsträchtiges Produkt. Er weiß zudem, dass
in der Industrie Konsens darüber herrscht, dass
man ohne Biotechnologie nicht weiterkommen
wird. Dass die Biotechnologie einmal die che-
mische Industrie beherrschen könnte, glaubt
er aber nicht. »Produkte aus nachwachsenden
Rohstoffen können auch ohne Biotechnologie
hergestellt werden.«
Deerberg hält einen Technik-Mix für wahrscheinlich. So könnte ein Grundstoff biotechnologisch gewonnen und auf herkömmlichem Weg
zu einem Produkt weiterverarbeitet werden
oder umgekehrt. Mit Mischprodukten aus Erdöl
und nachwachsenden Rohstoffen könnten sich
zum Beispiel die Flexibilität eines Kunststoffs
gezielt regulieren lassen.
Eck ist optimistischer: »Wir haben die Tür zu
der biologischen Vielfalt unter der Erde gerade
erst aufgestoßen.« Er prophezeit Hemden, die
Körpergeruch bekämpfen oder Joghurtbecher,
die anzeigen, ob der Inhalt noch genießbar ist.
»Momentan herrscht in der Branche Goldgräberstimmung.« Christian Meier
u Protéus aus Frankreich stellt Genvielfalt
künstlich her: Indem man dort natürliches
Erbgut zerkleinert, neu zusammenbaut und
Bakterien einpflanzt. Die produzieren neue
Enyzme – und womöglich zweckmäßigere.
22
Bio ist, was ihr draus macht
Angemerkt
Kühe, die Energieträger der Zukunft?
Kühe setzen den Klimakiller Methan tonnenweise frei. Dieses Gas könnte als Treibstoff und Stromquelle dienen.
Sind unsere netten schwarzweiß gefleckten Gefährten
die wahren Klimakiller? Oder
sind sie die Energieträger der
Zukunft?
Tatsache ist, dass Kühen etwa
alle vierzig Sekunden ein Pups
entfährt, der hauptsächlich aus
Methan besteht – ein Gas, das
20 bis 30 mal klimaschädlicher
ist als CO2. Eine durchschnittliche Milchkuh produziert davon
ungefähr 150 bis 250 Liter am Tag.
In Deutschland leben ungefähr 14
Millionen Kühe, sie produzieren
einen Methanausstoß von 1,02 Billionen Liter pro Jahr. Dabei leben
in Deutschland noch verhältnismäßig wenig Rinder, weltweit sind es
circa 1,3 Milliarden.
Allein die Ausscheidungen
einer Kuh an einem Tag entsprechen etwa einem 0,14 Liter Benzin
oder 0,12 Liter Diesel. Im Jahr
wären das also 715 Millionen Liter
Treibstoff, den alle deutschen Kühe
produzieren.
Doch wie will man das Gas
gewinnen? Einer Kuh einen riesigen Luftballon an den Hintern zu
hängen, ist wohl nicht die Lösung.
Doch es gibt ernsthafte Versuche,
dieses Gas zu gewinnen und
nutzbar zu machen. Dazu werden
Kuhställe hermetisch abgeriegelt
und das Methan abgesaugt.
Auf diese Weise Methan zu
produzieren, ist nicht das Einzige,
was unser heimisches Fleckvieh
kann. Die Kühe sind kleine Bioreaktoren, denn sie produzieren
außer Methan noch eine Menge
Gülle, die richtig aufbereitet sich
Bio ist, was ihr draus macht
ebenfalls zu Methan umwandeln
lässt. Methan besteht wie die
meisten fossilen Energieträger
aus Kohlenwasserstoff. Die Gülle
kommt zusammen mit organischen
Abfällen, zum Beispiel Maispflanzen, in einen Fermenter. Dort läuft
die Methangewinnung in vier
Stufen ab.
Die erste Phase ist die Hydrolyse. Hierbei werden die langkettigen organischen Verbindungen,
also etwa Proteine, Fette und
Kohlenhydrate, durch Mikroorganismen in einfachere organische
Bausteine wie Zucker oder Aminosäuren zerlegt. Bei diesen Prozess
wird Wasser abgespalten und die
festen Bestandteile der Biomasse verflüssigt. In der Versäuerungsphase werden die kleinen
organischen Verbindungen durch
säurebildende Bakterien weiter
abgebaut. Hierbei entstehen zum
einen Butter- und Essigsäure und
zum anderen Alkohole wie Ethanol. In dieser Phase des Prozesses
fallen bereits 20 Prozent der
Essigsäure ab, die man benötigt,
um Methan herzustellen.
In der dritten Phase werden die
organischen Säuren und Alkohole
durch Mikroorganismen zu Essigsäure. Nun kann aus der Säure im
letzten Schritt, der Methanogenese, Methan gewonnen werden. Dies
geschieht mit Hilfe von Archaeen,
die bei ihrem Energiestoffwechsel
Methan freisetzen.
Dieser Aufwand ist durchaus
lohnenswert, denn die Gülle von
vier Kühen oder 32 Schweinen
reicht aus, um einen Vier-Personen-Haushalt mit Strom zu
versorgen.
Das hat bereits ein 780Seelen-Dorf in Deutschland dazu
bewogen, sich durch die Gülle der
Kühe und Schweine der Gemeinde
von den großen Energiekonzernen
unabhänig zu machen. Die Gülle
der 1900 Tiere soll nach dem
Willen der Dorfbewohner in zwei
Kraftwerken zu Strom umgewandet
werden. Dadurch könnte doppelt
so viel Strom erzeugt werden, wie
die Einwohner verbrauchen.
Unsere Kühe können also mehr
als nur Milch geben. Den Klimawandel werden sie nicht stoppen,
aber vielleicht können sie ihn ein
wenig verlangsamen.
Annika Hollmann
23
Portrait
Schutzhelm im Büroschrank
Vom Labor aus erobern Mikroorganismen die Industrie. Doch bis die Organismen reif für die Fabrik sind, hat Verfahrensingeneurin Ulrike Maier viel zu tun. Denn vor jedem Triumphzug steht
eine Odyssee: Die Organismen müssen große Mengen produzieren, bei niedrigen Kosten und
ohne Allergierisiko für den Menschen – etwa, wenn es um Vitamine geht. Ulrike Maier betreut
jeden Schritt und wechselt dabei ihre Garderobe so oft wie ihren Arbeitsort.
Ulrike Maier hat von ihrem
Büro aus eine schöne Aussicht.
Sie kann direkt auf den Rhein
schauen, der am Gelände des Chemiekonzerns BASF in Ludwigshafen
vorbei fließt. Andere Mitarbeiter
beneiden sie darum. Doch oft ist
Maier an ihrem Schreibtisch mit
Flussblick gar nicht anzutreffen.
Neben Akten und Grünpflanzen
steht eine Schranktür offen,
dahinter leuchten gelbe Schutzhelme hervor und Allwetterjacken
hängen in ordentlicher Reihe. Das
entspricht nicht dem üblichem
Büroinventar, für Maier jedoch gehört es zum Alltag: Sie arbeitet als
Verfahrensingenieurin und ist stets
zwischen ihrem Computer, Laboren
und Produktionshallen unterwegs.
Je nachdem trägt sie Hosenanzug,
Kittel oder Jacke. Zu Ulrike Maier
scheint das irgendwie alles zu
passen. Sie fühlt sich in Bluse und
Blazer genauso wohl wie in der
schweren Jacke, die sie darüber
streift. Den Schutzhelm braucht sie
heute nicht. Lieber setzt Maier ein
freundliches Lächeln auf, bevor sie
das Büro verlässt.
Wenn man nach draußen
kommt, ist der Rhein nicht mehr zu
sehen, dafür ein Meer von Gebäuden. Neben Naturwissenschaften
gibt es bei der BASF vor allem die
Wissenschaft der Hinweistafeln,
der Treppen, der vielen Eingänge.
Ulrike Maier läuft unbekümmert
24
vorneweg. Sie arbeitet gerne bei
einem so großen Konzern, der sogar einen Bäcker und einen Friseur
auf seinem Gelände beherbergt.
»Das Networking macht lange
Wege sehr kurz«, erklärt sie, »man
greift einfach zum Telefon, wenn
es ein Problem gibt. Die Kollegen
sind sehr bemüht und helfen professionell.« Ihr hat diese Zusammenarbeit schon gefallen, als sie
während ihres Studiums hier ein
Praktikum machte. Ursprünglich
kommt sie aus München. In Aachen
studierte sie zuerst Maschinenbau,
bevor sie zu Verfahrenstechnik
wechselte und schließlich in
Bio-Verfahrenstechnik promovierte. Anschließend zog sie nach
Mannheim – von ihrem Büro aus
gesehen auf der anderen Rheinseite. Seit fünfeinhalb Jahren arbeitet
sie nun bei der BASF und erzählt
von den privaten Kontakten, die sie
geknüpft hat. Das stellt man sich
unter so vielen Kollegen schwierig
vor, doch bei Ulrike Maier klingt
es ganz unkompliziert. Genauso
unkompliziert, wie sich im Schilderwald zu Recht zu finden. Schon
öffnet sie die Tür zum nächsten
Gebäude und steuert den Fahrstuhl
in eines der vielen Stockwerke.
In den Hallen des Biotechnikums nehmen die Irrwege kein
Ende. Lange Rohre verdecken
Wände und Decken, Maschinen
brummen, in Metallbehältern
r Ulrike Maier begleitet Mikroorganismen vom Reagenzglas bis in die großen Produktionsanlagen. Heute braucht
sie dafür ausnahmsweise
einmal keinen Schutzhelm.
schwappt eine trübe Flüssigkeit.
Genau darin schwimmen die
eigentlichen Fabriken: Mikroorganismen produzieren Stoffe, die
sich die Industrie zu Nutze macht.
Dadurch lassen sich Energie und
Rohstoffe einsparen.
In den letzten Jahren haben Ulrike Maier und ihre Kollegen einen
neuen Weg gefunden, um Vitamin
B2 herzustellen. Das Vitamin wird
in Nahrungsergänzungsmitteln
und Tierfutter zugesetzt. Früher
musste man es chemisch über ein
neunstufiges Verfahren herstellen.
Dank der Mikroorganismen reicht
heute eine Stufe. Die BASF sucht
weiter nach neuen Möglichkeiten
der »weißen« Biotechnologie, auch
in anderen deutschen Unterneh-
men wird intensiv geforscht (siehe
Bericht Seite 18).
Als Verfahrensingenieurin
muss sich Maier dabei die Frage
stellen, ob aus den Erfolgen der
Wissenschaftler ein marktreifes
Produkt werden kann. Denn vom
Experiment im Reagenzglas ist
es ein weiter Weg bis zu den
großen Produktionsanlagen. Maier
vergleicht die Bedürfnisse der
Mikroorganismen mit einem Marathonläufer: »Der kann nur dann
eine optimale Leistung bringen,
wenn er genug Sauerstoff atmet
und mit allen wichtigen Nährstoffen versorgt ist.« Im Labor lässt
sich das gut überwachen, doch in
den umfangreichen Fermentern
sollen die Organismen genauso
Bio ist, was ihr draus macht
l Das BASF-Firmengelände
ist eine Stadt für sich –
mit Bäcker, Friseur und
»Feier­abendhaus«. Hinter dem
Gebäudemeer versteckt sich
der Rhein.
viele Stoffe umsetzen. Maier geht
durch die Hallen und zeigt den
Weg vom Glaskolben bis zu den
riesigen Metallbehältern. Bei der
BASF gibt es alles in noch größer.
Einer der Behälter fasst 5000 Liter
und reicht über zwei Stockwerke.
»Da denkt man schon >Wow<, wenn
man davor steht«, sagt sie.
Forscherdialekt
Wenn das »Kochrezept aus dem
Labor« in den Fermentern nicht
das gewünschte Ergebnis bringt,
setzt sich Maier wieder mit den
Forschern zusammen. Fällt es ihr
ohne Doktortitel in Chemie oder
Biologie nicht schwer, sich mit den
Wissenschaftlern zu unterhalten?
Nein, Maier hat sich an Fremdwör-
Bio ist, was ihr draus macht
ter und Fachjargon gewöhnt. »Man
lernt den Dialekt der Kollegen zu
verstehen«, antwortet die Ingenieurin gelassen, »außerdem gibt
es Seminare zur Weiterbildung.«
Manchmal fragt sie aus eigenem Interesse nach, was genau
zwischen Schläuchen und Rohren
mit den Mikroorganismen passiert.
Wenn das Verfahren erfolgreich ist,
freut sie sich mit den Forschern:
»Es ist ein schönes Gefühl, wenn
am Ende die richtigen Stoffe aus
den Röhren fließen.«
Auf ihrem Weg durch das
Biotechnikum kommt Maier an
den Geräten vorbei, in denen
die Mikroorganismen am Ende
zerstört werden, um die Stoffe in
ihrem Innern herauszulösen. Die
Maschinenteile aus glänzendem
Metall erinnern an Küchengeräte.
»Vielleicht waren deshalb immerhin ein Drittel in meinem Studiengang Frauen«, scherzt sie. Doch ob
Mann oder Frau, darauf komme es
laut Maier in ihrem Beruf nicht an,
wichtig sei vor allem Teamfähigkeit. Das gilt nicht nur für das Gespräch mit den Wissenschaftlern
– Maiers Arbeit geht außerhalb
von Laboren und Biotechnikum
weiter. Für neue Projekte müssen
die Kosten abgeschätzt, geeignete
Produktionsanlagen gefunden, sowie die Haltbarkeit und Sicherheit
der Produkte geprüft werden. Außerdem muss Maier darauf achten,
dass ihnen die Konkurrenz nicht
zuvorgekommen ist und schon
ein Patent auf dasselbe Verfahren
angemeldet hat.
Es dauert mehrere Jahre, bis
ein Produkt marktreif ist. Von 175
Ideen wird durchschnittlich nur
eine zum Erfolg für den Konzern.
Das klingt nach viel Diskussion, nach vielen Meinungen, die
berücksichtigt werden wollen.
Maier formuliert es positiv: »Wir
haben alle das Anliegen, dass es
weitergeht.« Inzwischen hat sie
den Ausgang des Biotechnikums
erreicht. Jetzt will sie wieder ins
Büro, zurück zu Computer, Akten
und Blick auf den Rhein. Vor der
Tür ragen die vielen Schilder in
den Himmel, aber Ulrike Maier findet den richtigen Weg von selbst.
Lisa Leander
25
Interview
Dolle Knolle
BASF Plant Science ist auf die Kartoffel gekommen: Mit der Knolle Amflora hat sie einen vielseitig
anwendbaren Rohstoff geschaffen, denn sie hat bei ihr via Gentechnik die Zusammensetzung
der Stärke verändert. Das macht die Amflora zwar nicht lecker, aber gut geeignet für viele Industriezweige, die Stärkeprodukte benötigen: Baustoff- und Papierindustrie etwa. Im Interview beant­wortet Dr. Matthias Nachtmann, Business Development Manager bei BASF Plant Science, Fragen rund
um die Kartoffel.
Was unterscheidet die Amflora
von der »herkömmlichen« Kartoffel? Sieht sie anders aus?
Rein äußerlich sieht sie aus wie
jede andere Kartoffel auch. Der
Unterschied liegt im Inneren. Bei
herkömmlichen Stärkekartoffeln
besteht die Stärke zu 80 Prozent aus Amylopektin und zu 20
Prozent aus Amylose, wobei beide
Bestandteile unterschiedliche
Eigenschaften haben: Amylopektin
verdickt, Amylose geliert.
Durch das Ausschalten eines
Gens produziert die Amflora ihre
Stärke ausschließlich in Form von
Amylopektin. Möglich wurde dies,
weil Forscher das Gen identifizieren
konnten, das für die Amyloseherstellung verantwortlich ist, weil es
für das Enzym GBBS codiert. Wenn
dieses Gen ausgeschaltet wird, kann
das Enzym und damit auch die Amylose nicht mehr produziert werden.
26
Was kann man aus Amylopektin
herstellen?
Amylopektin ist ein wasserunlösliches Polysaccharid, also ein
»Vielfachzucker«, der aus mehreren Tausend niedermolekularen
reaktionsfähigen GlucoseMolekülen besteht. Einige Anwendungsmöglichkeiten sind das
Beschichten von Hochglanzmagazinen und das Zusetzen in Bohrschlamm. Oder im Klebstoff, der
durch die Amflora-Stärke länger
flüssig bleibt und dadurch besser
verarbeitet werden kann.
Wie konnte man bisher reines
Amylopektin gewinnen?
Derzeit werden die beiden
Stärketypen durch chemische,
physiklische oder enzymatische
Verfahren getrennt, was allerdings
sehr aufwändig ist.
Wer hat ihr den Namen gegeben?
Der Name Amflora ist aus dem
Team heraus entstanden. Anschließend musste natürlich
geprüft werden, ob er international
anwendbar ist.
Wie schwierig ist die Zulassung?
Die Zulassung ist ein lang
andauernder Prozess. Nach der
Forschung und Entwicklung im
Labor werden die Feldversuche
gestartet. Hier wird das Produkt
auf Toxikologie, Umweltverträglichkeit und Allergenizitäten
untersucht. Dieser Prozess läuft
bei der Kartoffel schon seit zehn
Jahren. Seit 2003 befindet sie
sich im Zulassungsverfahren. Wir
erwarten die Markteinführung zur
Anbausaison 2007.
Was würde passieren, wenn
Mensch oder Tier eine Amflora
essen würden?
Sie können unsere Amflora bedenkenlos essen, sie wird nur wahrscheinlich nicht sehr gut schmecken, da sie ausschließlich für die
industrielle Nutzung gedacht ist.
Dennoch haben wir sicherheitshalber die Zulassung als Lebensmittel beantragt. Und die Prüfung
durch die »European Food Safety
Authority« hat bereits bestätigt,
dass die Amflora für Mensch, Tier
und Umwelt genauso sicher ist wie
jede andere Kartoffel.
Wie kann man sie von einer
Speisekartoffel unterscheiden,
wenn sie äußerlich gleich
aussehen?
Durch einen einfachen Test. Mit
einer Jod-Kalium Lösung färbt man
die Kartoffel an. Dabei wird die
Amflora rot und die herkömmliche
Kartoffel dunkelviolett.
Welche Risiken gibt es?
Als Risiko sehen Kritiker zum
Beispiel die unkontrollierte Ausbreitung. Da sich Kartoffeln aber
vegetativ und nicht über Pollen
vermehren und der Anbau streng
kontrolliert wird, stellt das keine
Bedrohung dar. So beträgt der Mindestabstand zum nächsten Acker
fünf Meter. Auch eine Auskreuzung
mit anderen Kartoffelarten ist
nicht möglich, da es in Europa
keine wildwachsenden verwandten
Arten gibt.
Wie schätzen Sie die Erfolgschancen für Ihr neues Produkt
ein?
In Deutschland herrscht vor allem
nach der letzten Saison Kartoffelnotstand. Wegen der extremen
Witterungssituation war die
Kartoffelernte nicht so ertragreich
wie bisher. Die Amflora eröffnet
neue Märkte für die Stärkeindustrie und Stärkelandwirtschaft und
wir erwarten eine sehr positive
Resonanz. Die höhere Ertragssicherheit und niedrigere Kosten für
die Landwirtschaft steigern die
Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Kartoffelwirtschaft.
Die Fragen stellte
Melanie Schmidt.
Bio ist, was ihr draus macht
Pflanzen aus der Industrie
Nur wenige Kilometer vom Hauptsitz der BASF in Ludwigshafen liegt ihr Ableger, die BASF Plant
Science in Limburgerhof. Sie beschäftigt sich ausschließlich mit der grünen, also der Pflanzenbiotechnologie. Dabei geht es vor allem darum, die Gewächse widerstandsfähiger zu machen
und ihren Nährstoffgehalt zu erhöhen.
Prognosen für die Landwirtschaft der Zukunft besagen,
dass der Bedarf an Nutzpflanzen
wie Weizen oder Mais stetig steigt
und der Ertrag innerhalb der
nächsten 20 Jahre verdoppelt werden muss. Denn jährlich wächst
die Weltbevölkerung um etwa 80
Millionen Menschen, der Wohlstand steigt und immer weniger
Ackerflächen müssen immer mehr
Menschen versorgen.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, setzen viele Firmen ihre Hoffnungen in innovative
Chemikalien für die Landwirtschaft
sowie neue Entwicklungen aus der
biotechnologischen Forschung.
Eine dieser Firmen ist BASF Plant
Science. Hier sind die Aktivitäten
des Chemieriesen in Sachen
Pflanzenbiotechnologie gebündelt.
Das Unternehmen wurde 1998 als
Tochterfirma von der BASF und
dem schwedischen Saatgutunternehmen Svalöf Weibul gegründet.
BASF Plant Science kümmert sich
vor allem um die Verbesserung von
Nutzpflanzen. Etwa 600 Mitarbeiter arbeiten nach Konzernangaben
an Standorten in fünf Ländern
besonders an drei Zielen:
Effizientere Landwirtschaft,
bessere und gesündere Ernährung
und nachwachsende Rohstoffe.
Neben der Forschung zur
Schädlingsbekämpfung und
Bio ist, was ihr draus macht
Pflanzenkrankheiten in der Landwirtschaft hat BASF Plant Science
bereits erste Erfolge im Kampf
gegen extreme Umwelteinflüsse
zu verzeichnen. Der Laborpflanze
Ackerschmalwand (Arabidopsis
thaliana) konnte ein Gen für
Trockenheitstoleranz, welches
ursprünglich aus einem Moos
stammt, ins Erbgut eingebaut
werden. Durch diese Veränderung
wurde sie widerstandsfähiger
gegen Trockenperioden.
Das nächste Ziel von BASF
Plant Science ist nun, diese Eigenschaft erfolgreich auf Pflanzen wie
Soja, Mais, Weizen oder Raps zu
übertragen. Es wurden schon erste
Feldversuche mit genveränderten
Nutzpflanzen gestartet. Allerdings
kann man noch keine Aussage
darüber machen, wann solche
Pflanzen marktfähig sind. Von einer Idee bis zur Vermarktung eines
Produktes können zwischen zwölf
und 15 Jahre vergehen.
Ein weiteres Forschungsziel
aus der Sparte Ernährung ist
die Entwicklung von Pflanzen,
die Omega-3-Fettsäuren bilden
können. Omega-3-Fettsäuren sind
ungesättigte Fettsäuren, die der
menschliche Körper nicht selbstständig herstellen kann.
Sie sind jedoch für eine gesunde Ernährung wichtig und haben
möglicherweise einen positiven
Bisher wächst Amflora nur
auf abgesteckten Versuchsfeldern. Bald könnte sie für
die Landwirtschaft in der EU
zugelassen werden.
Effekt auf das Herz-Kreislauf-System.
Bisher gewinnt man sie überwiegend aus sehr fetthaltigem
Fisch. Da aber auch manche
Moose und Algen in der Lage sind,
Omega-3-Fettsäuren herzustellen,
forscht BASF Plant Science daran,
das Erbgut von Ölpflanzen wie
Raps mit Genen aus Algen oder
Moosen zu optimieren. Schon
heute werden viele Lebensmittel
wie Joghurt oder Käse mit Omega3-Fettsäuren versetzt, was ihren
Nährwert steigern soll.
Die Projekte zu Trockenresistenz und erhöhtem Nährwert
durch Omega-3-Fettsäuren
befinden sich derzeit noch im
Forschungsstadium. Das erste
Produkt allerdings, das kurz vor
der Markteinführung steht, stammt
aus dem Bereich nachwachsende
Rohstoffe und ist die gentechnisch
veränderte Kartoffel Amflora (siehe
Interview links).
An ihr scheiden sich die Geister, denn einige Kritiker fürchten,
dass die Knolle in die Nahrungskette geraten könnte. Deswegen
protestieren Organisationen wie
Greenpeace dagegen, dass Amflora
im Freiland wachsen soll. Derzeit
wartet das Unternehmen auf die
Zulassung durch die Europäische
Union.
Anja Szerdi
27
Abartig!
Die Friedhöfe der Zukunft
zwischen Jupiter und Saturn
Ohropax mal anders
Rohe Fleischstückchen mit
Transglutaminase mischen, ins
Ohr stopfen und warten: Fertig ist
der Ohrenstöpsel. In der Industrie
wird das Enzym dazu verwendet,
Formfleisch herzustellen. Wieso
nicht auch im Ohr, haben wir uns
gefragt und nachgehakt: »Das ist
zwar völlig abartig, aber es würde
wahrscheinlich funktionieren«,
meint dazu Christoph Baldauf,
Biotechnologiestudent im siebten
Semester an der Hochschule
Darmstadt. Ist ja auch logisch:
Transglutaminase vernetzt
Proteine in Fleischwaren, indem
es zwischen den Aminosäuren
Lysin und Glutamin chemische
Bindungen herstellt. Letztendlich
28
»wachsen« die Fleischstückchen
zusammen. Die schlechte Nachricht: Der Stöpsel ist zwar absolut
schalldicht und passt perfekt, aber
leider ist er auch nicht mehr so
leicht rauszubekommen aus dem
Ohr. Einzeln rausziehen lassen sich
die Fleischstücke nämlich nicht
mehr, sobald sie verbunden sind.
Außerdem fängt die ganze Sache
nach einiger Zeit erbärmlich an zu
stinken. Da bleiben wir doch lieber
beim Ohropax.
Josephina Maier
Leichen braucht kein Mensch. Bis
jetzt haben wir sie im Erdreich vergraben, aber bald wird es keinen
Platz mehr für all die Menschenhüllen geben. Wieso also nicht
anders entsorgen? Lasst sie uns
doch ins Weltall schießen.
Außerhalb der Erdatmosphäre
würden sie dann ihre Bahnen ziehen. Da es dort oben keinen Sauerstoff gibt, könnten die im Körper
enthaltenen aeroben Bakterien
die Leichen nicht zersetzen. »Die
anaeroben Bakterien hätten dann
freie Bahn und würden zerlegen,
was sie kriegen könnten«, sagt
Heinrich Dirks, Physikprofessor
an der Hochschule Darmstadt.
Allerdings auch nur für kurze Zeit:
»Die Leichen würden innerhalb
einer Woche auf ungefähr -18 Grad
Celsius abkühlen.« Somit würden
die Leichen gefriergetrocknet und
die Bakterien gleich mit.
Zudem werde der Körper weiter
Wasserdampf nach außen abgeben. Dadurch würde die menschliche Außenhülle nach einiger Zeit
zwar spröde und brüchig, aber
solange nichts mit ihnen kollidiere,
passiere nichts weiter mit den
Körpern, sagt Dirks.
Und falls Jahre später zum
Beispiel Herr Müllers Leiche für
einen Vaterschaftstest gebraucht
würde, müsste man sie nur noch
finden, ins Raumschiff packen und
auftauen. Denn so erklärt Dirks:
»Selbst nach zigtausend Jahren
wird noch funktionsfähige DNA zu
finden sein!«
Julia Langensiepen
Bio ist, was ihr draus macht
How to kill my Papagei
Individuell will man heute sein.
Mit dem Begriff assoziiert die
Mehrheit frei, anders und besser
zu sein als der Rest. So wirft man
sich absichtlich in skurrile Kleider,
schmückt seinen Körper mit
Tattoos und kauft exotische Tiere.
Papageien zum Beispiel, diese farbenfrohen und intelligenten Tiere.
Aber ist sich jeder über die Auswirkungen dieses Kaufs bewusst?
Papageien sind nämlich keinesfalls
angenehme Mitbewohner: Sie
krähen, schreien und äffen einen
nach – sie hauen ihre Krallen mit
Begeisterung in diverse Körperteile
des Besitzers – mit ihrem Schnabel
sind sie in der Lage Meerschweinchen tot zu picken… Die Frage
lautet also: Wie bringe ich meinen
Papagei um? Die Antwort ist
einfach: Hefepilze! Aspergillose ist
eine Schimmelpilzerkrankung und
die häufigste Todesursache bei
Bio ist, was ihr draus macht
Leuchttürme der Forschung
Papageien. Die Krankheit kommt
vor, wenn die Lebensumstände der
Tiere dementsprechend passen: Es
helfen zum Beispiel niedrige Luftfeuchtigkeit, ein dreckiger Käfig
und verdorbenes Futter.
Es kann losgehen: Die Sporen
der Pilzarten wie Aspergillus niger
oder A. fumigatus können nun über
die Atmungsorgane in das Gewebe
der Tiere gelangen. Es bilden sich
unschöne Verdickungen, Knötchen
und im schlimmsten, beziehungsweise für uns besten Fall: zu einer
Verdickung des Lungengewebes.
Die hinteren Luftsäcke der Tiere
werden überdehnt – es folgen
der plötzliche Erstickungstod und
damit eine himmlische Ruhe in der
ganzen Wohnung.
Julia Langensiepen
Es ist Winter, und wer mit seinen
Kindern abends noch im Dunkeln
unterwegs ist, dem kann schon mal
eines der lieben Kleinen abhanden
kommen. Mit dem Geheule ist
jetzt aber hoffentlich bald Schluss:
Professor Alexander Pfeifer vom
Department für Pharmazie und
Professor Eckhard Wolf vom Genzentrum der LMU München ist es
schon im Oktober 2003 gelungen,
mithilfe eines Quallengens fluoreszierende Ferkel zu erzeugen.
Das Projekt soll zwar letztendlich
dabei helfen, Tierorgane in den
Menschen zu transportieren, aber
hier ein anderer Vorschlag: Wenn
Ferkel, warum dann nicht auch
Kinder? Die würden im winterlichen Dunkel weithin leuchten
und nie mehr verloren gehen. Mit
der Laternenbastelei an Sankt
Martin hätte es auch ein Ende. Und
viele Eltern hätten endlich, was
sie sich für ihr Kind schon lange
wünschen: Es würde endlich mit
leuchtendem Beispiel vorangehen.
Josephina Maier
29
Ein Enzym in den Kinderschuhen
Zwei Studenten der Hochschule Darmstadt organisieren ein ganz besonderes Mutter-Kind-Projekt: Sie sind die Papas und ihr Baby ist ein
schleimiges Enzym. Na dann mal los...
30
Bio ist, was ihr draus macht
Es stinkt. Undefinierbar, eklig. Es sieht
auch nicht schön aus: Auf dem Nährboden gedeihen gelber Schleim und kleine, weiße
Punkte. Christoph Baldauf und Daniel Minör
aber riechen nichts. »Wir sind abgehärtet«, sagen sie und grinsen: »Das ist unsere Transglutaminase.«
Sie laufen hin und her, bringen neue Agarplatten und erklären alle Geräte.
Stolz sehen sie aus. Wie Eltern stolz auf ihre
Kinder sind. Nur ist ihr Kind ein Enzym: Transglutaminase, TGase, Factor XIIIa oder Fibrinoligase – es gibt viele Namen für diese muffige
Substanz.
Wir sind im Biotechnologielabor der Hochschule Darmstadt. Modern ist es, aufgeräumt
auch. Christoph und Daniel studieren hier Biotechnologie im siebten Semester und sind
Gründer des »Student Pilot Project« – einem
freiwilligen Forschungsprojekt an dem Enzym
Transglutaminase.
So wie Eltern für ihre Kinder, haben die beiden Studenten auch Pläne für ihr Enzym: Sie
wollen die Kultur des Bodenorganismus Streptomyces mobaraensis von einer Agarplatte auf
einen Schüttelkolben und anschließend auf einen Zehn–Liter–Fermenter hochzüchten. »Wir
suchen einen Weg diesen Organismus in großem
Maßstab zu gewinnen«, erklärt Daniel: »Als würden wir in einem eigenen Unternehmen arbeiten
und neue Forschungsansätze suchen.«
Und was hat das jetzt mit der Transglutaminase zu tun?
Nun, dieses Enzym ist eines der Produkte,
die das Bakterium Streptomyces mobaraensis
herstellt. Und dazu ein besonderes: Transglutaminase ist einfach gesagt ein biologischer Klebstoff. »Wenn man Fleischstücke mit Transglutaminase versetzt, erhält man nach einiger Zeit ein
großes Stück«, erklärt Daniel. Man spricht dann
von restrukturiertem Fleisch.
»Außerdem ist die Forschung an der Transglutaminase gerade auch wirtschaftlich hochinteressant«, erklärt Christoph. Denn momentan
besitze Japan das Patent zur Herstellung des
l Alltag im Labor: Die beiden Studenten
verbringen ihre Freizeit zwischen Reagenzgläsern und Petrischalen.
Bio ist, was ihr draus macht
Enzyms. Aber 2008 laufe es aus. Höchste Zeit
also, selbst das Enzym zu züchten, meinen die
Studenten: »Allein die Vorstellung, wir könnten
herausfinden wie die Japaner Transglutaminase
züchten, ist Grund genug für unsere Entscheidung.«
Die Entscheidung ist gefallen, die Laborkittel
zugeknöpft – jetzt muss es nur noch klappen.
Und was da klappen muss, ist eine wirkliche
Premiere. »In unserem Fachbereich gab es bisher noch nie ein freiwilliges Forschungsprojekt
von Studenten«, erklärt Christoph. Und das obwohl das Labor jedem Studenten zur Verfügung
stehe: »Die Studenten haben eben keine Lust,
mehr zu leisten, als verlangt wird.«
Zeitintensiv ist das Projekt: Bis zu 15 Stunden
in der Woche verbringen die Zwei inzwischen
bei ihrem »Schleim«.
Enzym fürs Fleischdesign
Der Schleim – er gehört zu der Klasse der Transferasenenzyme. Diese katalysieren chemische
Reaktionen, bei denen funktionelle Gruppen
übertragen werden. Die Transglutaminase von
Christoph und Daniel ist eine so genannte Aminoacyl-Transferase.
»Unser Enzym beschleunigt eine Reaktion
zwischen den Aminosäuren Lysin und Glutamin«, erzählt Daniel. Hierbei bilden sich starke
Bindungen zwischen den beiden Aminosäuren.
Es handelt sich dabei um Isopeptidbindungen,
die zwischen den Carboxyl- und Aminogruppen
an den jeweils zweiten Kohlenstoffatomen der
Aminosäuren entstehen. Wenn das Enzym so beispielsweise »restrukturiertes« Fleisch herstellt,
vernetzt es die aus tausenden Aminosäuren bestehenden Proteine der einzelnen Fleischstücke.
Sprich: Aus lauter Fleischbrocken entsteht
ein schön geformtes Stück. Eine komplizierte
Angelegenheit mit einem anschaulichen Ergebnis – der entstandene Aminosäurekomplex ist
sehr stabil, so dass Enzyme ihn nur schwer wieder aufspalten können.
Diesen Vorteil nutzt nicht nur die Industrie,
sondern auch der menschliche Körper. Der benötigt acht Transglutaminasearten. Sie spielen bei
der Blutgerinnung, aber auch beim Haarwachstum eine Rolle.
Zurück zum Projekt von Christoph und Daniel: Hier muss das Enzym nichts vernetzen. »Der
Mikroorganismus Streptomyces mobaraensis
soll wachsen, um dann die Transglutaminase zu
produzieren«, sagt Christoph. Normalerweise
braucht man dafür Nährböden. Doch die Studenten wollen den Organismuss im flüssigen
Medium züchten. »In der Industrie nutzt man
auch flüssige Medien. Alles andere wäre Unsinn.
Man bräuchte sonst hektargroße Nährböden«,
erklärt Daniel.
Als das Projekt begann, hatte der Transfer
von der Agarplatte in den Fermenter gut funktioniert. Doch dann verstopfte der Luftfilter des
Fermenters und der Organismus bekam zu wenig Sauerstoff. »Wir mussten noch einmal von
vorne anfangen«, bedauern die Studenten. Trotz
dieser kleineren Niederlage sind sie immer noch
engagiert und motiviert: »Egal was noch kommt,
wir werden mit allem fertig«, sagt Daniel.
So könnten zum Beispiel die Streptomyces
im Fermenter zuviel Schaum produzieren. Oder
die Bakterienkultur würde aufhören zu wachsen, weil sie durch ständiges Rühren gestresst
würde.
Den Begriff »Studentenprojekt« sollte man
also nicht gleich mit »einfach« oder »unproblematisch« assoziieren.
»Viele denken, dass unser Projekt keine
Schwierigkeiten bringen würde«, sagt Daniel.
Aber dem ist offensichtlich nicht so. »Der Umzug
von der Agarplatte zum Fermenter bedeutet für
die Streptomyces das Gleiche wie für uns eine
Umsiedlung von Alaska zum Aamazonas«, erklärt er.
Unterstützung
Die Professoren Hans-Lothar Fuchsbauer und
Hans-Jürgen Koepp-Bank unterstützen das Projekt. Beide lehren an der Hochschule Darmstadt.
Fuchsbauer ist Biochemie-Professor, KoeppBank zuständig für Bioverfahrenstechnik.
»Sie haben uns von Anfang an geholfen«,
sagt Christoph. Beide sind sie den Dozenten
sehr dankbar für ihre Hilfe: »Ohne sie würde es
das Projekt nicht geben.«
Denn der Fachbereich Chemie- und Biotechnologie kann das Projekt nicht komplett bezahlen. »Da sich der Fachbereich aber in einem gewissen Maß mit uns schmücken kann, sind die
Zuständigen sehr locker und geben uns einzelne
Substrate schon mal, ohne dass wir gleich be-
31
zahlen müssen«, erzählt Christoph. Für alles andere kommt jetzt das Zentrum für Forschung und
Entwicklung (ZFE) auf – die wissenschaftliche
Einrichtung der Hochschule Darmstadt. Die Mitarbeiter dort bewilligen Forschungsgelder, koordinieren die Projekte und veröffentlichen später
die Ergebnisse.
»Für das ZFE war der ausschlaggebende
Punkt, dass hier erstmals Studenten ein selbstständiges Forschungsprojekt aufbauen wollen«,
erklärt Christoph. Alle Beteiligten würden damit
Neuland betreten, meint er: Da ließe es sich niemand nehmen, sie zu unterstützen.
Die Hilfe der Professoren Fuchsbauer und
Koepp-Bank benötigten Daniel und Christoph
bereits vor dem praktischen Arbeiten: Es waren die Dozenten, die den Antrag stellten und
unterschrieben. Das ZFE unterstützt keine Forschungsprojekte von Studenten, sondern nur
Lehrprojekte.
Das ist das Student Pilot Projekt aber nicht.
Aber dank ihrer Professoren bewilligte das ZFE
den Antrag: Die Studenten bekommen insgesamt
rund 3000 Euro.
Wahrscheinlich wären sie bereits beim Ausfüllen des Antrags gescheitert, gibt Christoph
zu: »Wir mussten unter anderem genau beschreiben, was wir machen wollen, was unser Ziel ist
und wie viel Zeit wir dafür brauchen.« Daniel
stimmt ihm zu: »Für uns war es also von Vorteil,
dass unsere Professoren schon häufig solche Anträge ausfüllen mussten und Forschungsarbeiten
veröffentlicht haben.«
Handelt es sich also eigentlich um ein Professor Pilot Project? Fuchsbauer verneint dies
heftig: »Nein, wir sind nicht Schirmherren des
Projekts und wollen auch nicht so bezeichnet
werden.« Fuchsbauer spricht auch stets von
»dem Studentenprojekt« und betont häufig, dass
er hier nur »im Hintergrund agiere«.
Auch Daniel und Christoph fühlen sich nicht
gekränkt, dass ihre Idee nun nicht mehr ihre
sein soll: »Was soll man machen, wenn das ZFE
solche Auflagen hat?«
So hilft Hans-Lothar Fuchsbauer jetzt »nur«
bei der biochemischen Analyse der Ergebnisse.
Von »nur« sollte aber eigentlich keine Rede sein:
Seinem Engagement opfert er seine Freizeit.
Fuchsbauer aber will trotz des Zeitaufwands
weiterhin mitwirken: »Ich habe nicht vor, meine
Aufgaben abzugeben.« Und selbst wenn er wollen würde, gäbe es niemanden, der seine Arbeit
machen könnte. Neben Geld scheinen dem Fachbereich auch die Mitarbeiter zu fehlen.
Träume und Grenzen
»Wir sind chronisch unterfinanziert«, klagt
Fuchsbauer: »Wie soll ohne entsprechende Fachkräfte die Lehre weiterhin qualitativ gut sein?«
Am Ende würden unter den Sparmaßnahmen
die Studenten leiden. Denn auch wenn sich jedes Jahr eine Gruppe motivierter Studenten zu
einem Projekt finden würde: »Es gibt nicht einmal Mitarbeiter, die ihnen das Labor mit den Geräten erklären könnten.«
So verstaubt das Labor. »Der Fermenter wurde vor unserem Projekt ein dreiviertel Jahr lang
nicht benutzt«, erzählt Daniel. Da hieß es für die
Studenten: Schwämme auspacken und putzen.
»Am Schluss war er so sauber – ich hätte daraus
gegessen«, meint er.
Diese Großputzaktion, sowie stundenlanges
Lesen aller Anleitungen und anderer Literatur
– für Fuchsbauer zählt es zum Lernen dazu. Der
Lerneffekt eines solchen Projekts sei für ihn
das Wichtigste. Dass es keinen großen wissenschaftlichen Nutzen hat, ist für ihn daher weniger interessant: »Eine Zehn–Liter–Fermentation
ist nichts Besonderes. Der normale technische
Maßstab liegt zwischen 100 und 1000 Litern«,
erklärt Fuchsbauer.
Dennoch: »Die Studenten arbeiten verfahrenstechnisch.« Und das, weil sie anhand eines
bekannten Forschungsprinzips unter unnatürlichen Bedingungen ein Produkt herstellen
möchten.
Der nächste Schritt ist dann ein neues Prinzip
herauszufinden: So etwa eine billigere Herstellungsmethode oder ein schnelleres Verfahren.
»Genauso arbeiten Verfahrenstechniker und
Forscher in einem Unternehmen«, sagt Fuchsbauer.
»Strategien austesten«, das sagen Christoph
und Daniel dazu. Wenn sie einen Durchlauf von
der Agarplatte in den Fermenter erfolgreich geschafft haben, sei das Projekt auch nicht vorbei.
Dann geht es darum herauszufinden, ob weitere
Substrate auf der Agarplatte zu finden sind.
So zum Beispiel Piericidine oder Isocumarine. Das sind beides Naturstoffe; zum einen ein
Antibiotikum und zum anderen ein Stoff, der Serin-Proteasen, also Verdauungsenzyme, hemmt.
»Unser größter Traum ist es, ein Rezept zu
finden«, schwärmt Daniel. Bedeutet: einen Weg
Transglutaminase schnell, billig, leicht und extrazellulär herzustellen. »Aber das ist natürlich
r Keine Mondlandschaft, sondern ein Blick
in die Petrischale: Diese Streptomyces-Krater produzieren Transglutaminase
32
Bio ist, was ihr draus macht
Portrait
Die Transzendenz des Ego
Was einen existenzialistisch veranlagten Studenten dazu
bringt, selbstständig ein Forschungsprojekt zu betreuen
Er ist einer dieser Menschen,
die aussehen, als seien sie im
Laborkittel auf die Welt gekommen. Das wäre in seinem Fall sogar
recht praktisch gewesen, denn Daniel Minör hat die letzten Wochen
hauptsächlich im Labor verbracht.
Für einen Biotechnologiestudenten der Hochschule Darmstadt
vielleicht nichts Ungewöhnliches
– lägen seine Arbeitszeiten nicht
außerhalb der Vorlesungen. Der
28-Jährige ist Mitbegründer eines
studentischen Forschungsprojektes, das er mit einem Kommilitonen zusammen auf die Beine
gestellt hat.
Kurz gesagt wollen sie es
schaffen, einen Mikroorganismus
vom Schüttelkolben auf industriellen Maßstab hochzuzüchten.
Es ist das erste Projekt dieser Art
an der Hochschule Darmstadt,
rein studentisch organisiert und
freiwillig. Jemanden, der so etwas
ins Leben ruft, würde man sich
engagiert vorstellen, begeistert.
Das ist Daniel eindeutig nicht. Er
ist offensichtlich auch niemand,
der seinen Werdegang anderen
gerne lang und breit darlegt. »Soll
ich meinen Lebenslauf schicken?«
Die Frage kommt wie aus der
Pistole geschossen, als er gebeten
wird, seine bisherige Karriere kurz
zu skizzieren. Was treibt jemanden
wie Daniel dazu, selbstständig ein
Biotechnologie-Projekt zu organisieren und seine Freizeit vor einem
stinkenden Fermenter zu verbringen? Klar ist jedenfalls, dass er
Bio ist, was ihr draus macht
schon immer Freude an Biologie
und Chemie hatte. In seinem Abitur waren beide Prüfungsfächer.
Vor dem Studium hat er schon eine
Ausbildung zum Biolaboranten
gemacht und in diesem Beruf
gearbeitet. Warum er jetzt noch
Biotechnologie studiert? In der
Abendschule hat er nebenher Techniker gelernt, was ihm aber zu viel
wurde. »Dann dachte ich, wenn
ich ohnehin keine Zeit mehr habe,
kann ich auch den ganzen Tag an
der FH herumhängen.«
Das nimmt man ihm nicht
ganz ab. Auch wenn er auf den
ersten Blick den Eindruck erweckt,
statt mit Begeisterung eher mit
Todesverachtung bei der Sache zu
sein: Die Tatsachen sprechen eine
andere Sprache. Im Labor arbeiten
inzwischen mehrere jüngere Studenten mit, denen Daniel und sein
Kommilitone Christoph Baldauf die
Verfahrenstechniken erst beibringen mussten, bevor die Arbeit
losgehen konnte. Von Herumhängen kann also keine Rede sein. Die
meisten seiner Freunde reagieren
zwar mit Kopfschütteln, wenn sie
hören, was Daniel in seiner Freizeit so treibt, aber offensichtlich
ist er nicht unbeliebt: Auf seinem
Profil in einem Online-Studentenverzeichnis haben ihm viele
Kommilitonen zum Geburtstag
gratuliert. Dort lässt sich auch
nachlesen, was mit seinem Kind
passiert, falls es später Hip-Hop
hören sollte: Es kommt ins Heim.
Auf seinem Foto steht er vor einem
r Daniel Minör, Biotechnologiestudent in Darmstadt, hat
»Blut in seinem Koffeinkreislauf« und ein Händchen für
sensible Enzyme.
undefinierbaren Fluss, grinst in
die Kamera und ähnelt mit Brille
und zerstrubbelten Haaren Harry
Potter. Er sieht auch aus, als ob
er das weiß, und mehr noch: Als
ob es ihn amüsieren würde. Hesse
und Sartre, schreibt er da, seien
seine Lieblingsautoren, und er hat
sich in einer Gruppe angemeldet,
die heißt »Ich habe Blut in meinem
Koffeinkreislauf«.
Das Koffein führt er sich in
Form von Kaffee zu – »ich nehme
nur schwarz« –, deswegen weiß er
auch nicht, ob es im Fachschaftsraum einen Löffel zum Umrühren
gibt. Sein Kommilitone, den er
auch gerne mal für sich reden
lässt, findet dann doch einen. In
einem knappen Jahr ist Daniel
fertig mit dem Studium, davor
schreibt er noch seine Diplomarbeit über »Fermentationsopti-
mierung für die Erstellung eines
Enzyms«, das ist ziemlich genau
das, womit er sich bei seinem Projekt auch beschäftigt. Drei Bewerbungen für die Diplomarbeit hat er
an Firmen verschickt, einer musste
er schon absagen, weil die andere
ihn genommen hat. Auf die Frage
nach konkreten Plänen danach
kommt ein klares Nein, aber da
macht man sich aus irgendeinem
Grund keine Sorgen. Es sieht ganz
so aus, als ob Daniel einer der
seltenen Menschen ist, die ihren
Weg von Anfang an kennen und
ihn auch gehen. Auch wenn er das
nicht jedem auf dem Silbertablett
präsentiert. Was Daniel selbst am
Ende als Motiv für seine Projektarbeit angibt, klingt zwar trocken,
aber hundertprozentig glaubwürdig: »Selbstverwirklichung.«
Josephina Maier
33
l Gerührt, aber nicht geschüttelt: Dieser futuristische Fermenter mixt für die
Streptomyceten den perfekten Cocktail aus
Sauerstoff und Substraten.
utopisch«, wirft Christoph ein: »Ich denke, dass
so ein eigenständiges Projekt für jeden Mitarbeiter persönliche Vorteile hat.« Dass ihnen ein
Durchbruch in dem Forschungsgebiet gelingen
könnte, sollte nicht ihr Hauptmotiv sein.
Das wissenschaftliche Arbeiten dagegen ist
ein großer Reiz für alle Projektbeteiligten.
Deshalb bieten Christoph und Daniel niederen Semestern an bei dem Projekt mitzuwirken. Während des Studiums gebe es nicht viele
Möglichkeiten, praktisch zu arbeiten, bedauern
sie: »Wir haben wenige Laborarbeiten und Praktika.« Wenn die Studenten dann in ihr berufsorientierendes Semester geschickt würden, fehle
den meisten praktische Erfahrung.
Das ändert sich jetzt. Inzwischen hat sich
das Zwei–Mann–Projekt zu einer kleinen Forschungseinheit entwickelt. »Wir sind sieben
Leute, die bei dem Projekt mitwirken«, sagt Daniel.
Da wären neben Daniel und Christoph auch
Bastian und David aus dem fünften Semester,
Tom aus dem dritten, Daniel aus dem ersten und
Petra, die einzige Frau der Studententruppe. Sie
ist Diplomandin und hat das Projekt zu ihrem
Arbeitsthema gemacht.
34
»Zuerst haben wir alle eingelernt und unser
Vorhaben erklärt – nun läuft es fast von selbst«,
meint Daniel. Er sagt »fast«, denn fermentieren
könne außer den zwei Projektleitern bis jetzt
niemand. »Sie helfen alle bei einzelnen Arbeitsschritten mit«, fährt Daniel fort Alles nach dem
Prinzip »Learning by Doing« oder auch »Trial
and Error«. Vorteil sei, dass die Studenten des
fünften Semesters sowohl schon gelernt haben
Ergebnisse zu analysieren, als auch Produkte
einer Bakterienkultur zu isolieren. So könnten
sich die noch unerfahrenen Studenten auch an
Bastian und David wenden.
Zukunft
Für die beiden Studenten ist diese Arbeitsteilung eine große Entlastung. Im Frühjahr nächsten Jahres beginnen beide ihre Diplomarbeit
zu schreiben. In diesem Semester müssen sie
alle restlichen Seminare belegen und Prüfungen
schreiben. Den Bewerbungsstress haben sie
glücklicherweise schon hinter sich.
Christoph wird im Institut für Biochemie an
der Frankfurter Universität arbeiten. »Ich werde
an Proteinen forschen, die andere Stoffe durch
Zellmembranen transportieren können«, erklärt
er. »Es gab viele Gründe, die mich überzeugt
haben bei diesem Projekt mitwirken zu wollen.«
Die Arbeitsgruppe sei sehr nett, das Thema interessant, und außerdem werde er neue Methoden des wissenschaftlichen Arbeitens kennen
lernen.
Daniel dagegen wird weiter fermentieren:
»Ich gehe zum Institut für Biotechnologie in
Jülich; dort werde ich eine Fermentationsoptimierung durchführen.« Ziel dieser Arbeit sei es,
durch das Fermentieren des Darmbakteriums
Escherichia coli ein Enzym zu erstellen.
Mit dem Ende ihres Studiums wird auch der
Abschied von ihrem »Baby« kommen. »Wir suchen jetzt unsere Nachfolger«, sagt Christoph.
Am schönsten für sie wäre es, wenn das Transglutaminase–Projekt noch ein bis zwei Jahre
laufen könnte.
Der Anfang ist gemacht: Vielleicht finden sich
in ihrer Forschungsgruppe neue Freiwillige.
Sonst müssten sie ihr Kind aufgeben. »Das
wäre nicht in unserem Sinn«, beteuern beide.
Eine andere Option haben sie sich aber
inzwischen noch geschaffen: Sie bieten das
Wahlpflichtfach »Aufarbeitung und Analyse von
Biomassen« für Biotechnologie-Studenten an.
Dieses Fach belegen neben der Forschungsgruppe noch drei weitere Studenten aus dem siebten
und neunten Semester.
Vielleicht findet die Arbeitsgruppe einen
Weg, Transglutaminase hochzuzüchten. Das werden wir leider nicht so schnell erfahren. »Dann
reden wir nicht mehr mit euch«, meint Daniel.
»Stattdessen fertigen wir einen hübschen Bericht an und veröffentlichen ihn in einem Journal
für viel Geld.«
Wir werden sehen. So oder so, das Projekt
bringt – wie Christoph gesagt hat – »für alle Mitarbeiter Vorteile.«
Und das sagt er wie ein Vater, der sein Kind
aufgezogen hat und nun in die weite Welt ziehen
lässt.
Julia Langensiepen
Bio ist, was ihr draus macht
Kommentar
Zweitausendstel Elite
Die Ausbildung von zwei Elitestudenten kann sich die
Hochschule nur alle paar Jahre leisten
Es sind zwei von tausenden
Biotechnologiestudenten, die
an der Hochschule Darmstadt aus
Eigeninitiative ein Forschungsprojekt hochziehen. Damit sind
sie die ersten – und das, obwohl
der Studiengang vor sechs Jahren
gegründet wurde. Eigentlich
hätten sich die beiden Studenten
zurücklehnen und die freie Zeit bis
zu ihrem Diplom im März genießen können. Aber sie haben sich
anders entschieden. Seit September verbringen die zwei viel Zeit
im Labor, wo sie versuchen, einen
stinkenden Mikroorganismus von
der Agarplatte auf einen Zehn-Liter-Fermenter hochzuzüchten. Da
schütteln anderen Studenten nur
den Kopf: Ihre Vorweihnachtszeit
verbringen sie lieber gemütlich auf
dem Sofa oder am Glühweinstand
auf dem Weihnachtsmarkt. Es sind
also zwei Stundenten, die mehr
leisten, als an der Hochschule
verlangt wird.
Dabei lernen Christoph und
Daniel auch gleich die Unabwendbarkeiten der Hochschulforschung
kennen. Am Anfang hieß es erst
einmal: Geräte säubern und sich
die Funktionsweise der Fermenter
selbst aneignen. Hier hätten sie
viel Zeit sparen können, wenn sich
die Hochschule einen Laboringenieur leisten könnte. Aber dazu fehlt
das Geld. Das hinderte die beiden
aber nicht, motiviert weiter zu
forschen: Inzwischen haben sich
schon Studenten aus anderen Semestern angeschlossen. Für diese
Bio ist, was ihr draus macht
geben sie einen Grundlagenkurs.
Wie richtige Dozenten.
Nachdem die ersten Ansätze
schief gelaufen sind, suchen die
Studenten nach analytischen
Methoden in der Literatur, um
die Sauerstoffzufuhr zu verbessern und den Stärkegehalt zu
ermitteln. Die Studenten können
ohne Zeitdruck viele Erfahrungen
sammeln. Und auch wenn weitere
Erfolgserlebisse vorerst noch
ausbleiben, lernen sie viel darüber,
wie schwierig die Praxis sein kann.
Hier ist Durchhaltevermögen und
Motivation gefragt.
Dies sehen auch die neuen
Arbeitgeber der beiden Studenten
so. Ab nächstem Jahr arbeiten
beide in der Industrie an ihrer
Diplomarbeit. Auf jede Bewerbung
gab es Nachfragen zu dem Projekt
und schließlich eine Zusage.
Selbstbewusst sehen die beiden
Studenten in ihren weißen Kittel
und Laborbrille aus: Wie Profis
haben sie an alles gedacht. Sogar
daran, uns Wissenschaftsjournalisten aufmerksam zu machen und
eine Kooperation vorzuschlagen.
Prompt kommen mehrere Artikel in
ein Magazin. Es kann eben nur der
berühmt werden, der auch in die
Medien kommt…
Hört sich das nicht auch für
andere Biotechnologiestudenten
viel versprechend an? Eine bessere
Berufsvorbereitung gibt es nicht.
Schließlich quengelt doch jeder
an den Studenten herum. »Es wird
nur der was, der viele Praktika
o Survival of the fittest: Daniel und Christoph haben sich
ihren Evolutionsvorteil gegenüber Konkurrenten in der
Berufswelt schon gesichert.
macht.« Und die Arbeitgeber nehmen Berufanfänger mit Handkuss,
die schon praktische Erfahrungen
vorweisen können.
Doch leider – die Hochschule
kann sich das nicht jedes Jahr
leisten. Studenten werden erst
gar nicht ermutigt, ein selbstständiges Projekt zu entwerfen,
Forschungsanträge zu schreiben
und Fördergelder zu beantragen,
genauso, wie es die beiden Biotechnologen gemacht haben. Wer
als nächstes etwas auf die Beine
stellen will, muss eben geduldig
warten bis in einigen Jahren. Dann
ist eventuell ein bisschen Geld
übrig. Solange bleibt das Labor
wieder leer. Die Apparaturen
verstauben.
Hoffentlich gibt es auch dann
wieder zwei Studenten, die das
gewisse Andere haben - Überzeugungskraft und Durchsetzungsvermögen.
Jasmin Schreiter
35
Drama in fünf Akten
Ein Tag ohne Biotechnologie
Irene Berres und Simone Müller
Otto Normal verbraucht täglich Käse, Bier, Brot und Salami. Das alles ist für ihn selbstverständlich.
Was er nicht weiß: Diese Produkte sind nicht allein das Werk von Bäckern, Bierbrauern und
Metzgern. Einen Großteil der Arbeit verrichten Millionen kleiner Helfer, die Mikroorganismen. Auch
in vielen anderen Situationen erleichtern sie den Alltag. Wie dramatisch dieser ohne sie wäre,
lernt Otto Normal heute in fünf Akten kennen. Vorhang auf für einen Tag ohne Biotechnologie.
1. Akt: »Pffft«
Der erste Gang führt Otto Normal morgens
zur Toilette, der zweite nach draußem zum
Briefkasten und seiner Zeitung. Aber halt!
Heute ist etwas anders. Denn als er das Haus
verlässt, steht er in einer stinkenden Pfütze mit
Toilettenpapier. Was ist da los?
Früher leiteten die Menschen ihr Abwasser
über die Gosse in den nächsten Fluss oder
See. Heute fließt die Brühe für uns unsichtbar
in die Kläranlage. Dort wird aus ihr wieder
trinkbares Wasser. Zunächst filtert Sand die
festen Schwimm- und Schwebstoffe aus dem
Abwasser heraus. Anschließend bauen Bakte-
36
rien organische Bestandteile wie Zucker zu den
anorganischen Endprodukten Kohlenstoffdioxid, Nitrat, Phosphat und Sulfat ab. Nun ist das
Wasser schon fast wieder trinkbar.
Die Pfütze, in der Otto Normal steht, hat
jedoch nicht die geringste Ähnlichkeit mit
Trinkwasser und er will sich vor lauter Ekel eine
heiße Dusche mit seinem guten WeizenproteinDuschgel gönnen. Doch heute ist ein zischendes
»Pffft« alles, was die Tube von sich gibt. Das
gleiche gilt für sein Shampoo. Beide kommen
ohne Biotechnologie nicht mehr aus: Zusatzstoffe wie die Weizenproteine versorgen Haut
und Haar mit Feuchtigkeit. Um sie herzustellen,
spalten Enzyme größere Eiweißstoffe zu Mikro-
proteinen. Deswegen schäumt Ottos Shampoo
immer so schön – an normalen Tagen, den Tagen
mit Biotechnologie…
Da erinnert sich Otto Normal an die Tipps
seiner Oma: Hat sie nicht immer auf Eier
als Haarkur geschworen? Triefnass steigt er
aus der Dusche und holt sich eines aus dem
Kühlschrank. Doch als er das glibbrige Ei mit
heißem Wasser ausspülen will, fängt es an zu
stocken. Shampoos, merkt Otto, haben durchaus
ihre Vorteile. Entnervt und mit Rührei auf dem
Kopf verzichtet er auf weitere Hygiene. Nach
dem Stress braucht er erst einmal einen starken
Kaffee und ein Frühstück.
Das Drama nimmt seinen Lauf.
Bio ist, was ihr draus macht
2. Akt: So ein Käse!
Als Otto Normal in der Küche zur gestern noch
randvollen Kaffeedose greift, ist diese leer. Bei
der Kaffeefermentation helfen nämlich Bakterien, das Fruchtfleisch der Bohnen abzubauen.
Dabei spaltet ein von ihnen gebildetes Enzym
die Stützsubstanz der Früchte, das Pektin.
Der Blick in den Kühlschrank liefert die
nächste Überraschung: Um die offene Käsepackung hat sich ein Milchsee gebildet. Vom
eigentlichen Inhalt keine Spur. Damit Käse entsteht, muss das Milchprotein Casein gerinnen.
Dabei helfen Milchsäurebakterien und das Enzym Lab. Traditionell wurde Lab aus Kälbermägen gewonnen. Die Ausbeute ist hier jedoch so
gering, dass 70 Millionen nötig wären, um den
weltweiten Käsebedarf zu decken. Biotechnologen stellten das Enzym 1988 deshalb erstmals
mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen
her. Das so erzeugte Lab ist geschmacklich
identisch und wesentlich reiner.
»Lab hin oder her – dann gibt es heute eben
Salami. Da sind bestimmt keine Milchsäurebakterien drin«, denkt sich Otto. Doch das stimmt
nicht. Der Lactobacillus hat auch in der Salami
eine wichtige Aufgabe: Damit sich die Wurst
lange hält, wandelt er Zucker in Milchsäure um.
In solch einer sauren Umgebung können sich
unerwünschte Mikroben nicht ausbreiten.
Da bleibt ihm nur noch die Erdbeermarmelade mit einem Zuckergehalt von über 50 Prozent.
So klebrig wollen nicht einmal Mikroorganismen
leben!
Der Belag wäre organisiert, fehlt nur noch
das Darunter. Doch vom Mischbrot keine Spur.
Daran ist Saccharomyces cerevisiae schuld: Die
Backhefe macht den Teig locker, indem sie ihn
mit Gasbläschen aus Kohlenstoffdioxid aufbläht, die beim Aufgehen des Teigs aus Zucker
entstehen. Mit knurrendem Magen schreibt Otto
Normal das Frühstück ganz ab. Hauptsache das
Haar ist gut mit Rührei versorgt.
3. Akt: Das Stinktier
Um sich abzulenken, will Otto Normal den
riesigen Wäscheberg bewältigen, der sich seit
Tagen im Bad auftürmt. Schließlich hat er keine
saubere Jeans mehr im Schrank. Er stopft die
Kleidungsstücke in die Waschmaschine. Dabei
erinnern ihn Tomaten-, Obst- und Soßenflecken
an den Speiseplan der letzten Woche. Wie gut,
dass es Waschmittel gibt!
Doch wieder blickt er in eine leere Dose.
Schließlich brauchen auch moderne Fleckenteufel Biotechnologie: Während des Waschens
dringen Enzyme gezielt in den Schmutz ein
und spalten ihn auf. Dabei geht jedes einer
bestimmten Sorte Fleck an den Kragen. Das
erste wirkt zum Beispiel gegen Blut-, Milch- und
Spinatreste. Ein anderes löst Stärke auf und
beseitigt Verschmutzungen wie Kartoffelbrei,
Schokolade oder Pudding. Otto Normals Soßenfleck lässt ein drittes verschwinden. Etwas
haben die Enzyme allerdings gemeinsam: Sie
sind im Gegensatz zu früheren Waschmitteln
Bio ist, was ihr draus macht
biologisch abbaubar und belasten weder Böden
noch Gewässer.
Ohne etwas Sauberes anzuziehen entscheidet sich Otto für seine muffige Jeans von
gestern. Um das Schlimmste zu übertünchen,
sucht er nach dem Geruchsstopper-Spray.
Erneut folgt auf Knopfdruck nur ein Lufthauch. Das liegt daran, dass die Zaubermittel
ringförmige Zuckerverbindungen enthalten, die
so genannten Cyclodextrine, die biotechnologisch aus Stärke gewonnen werden. Sie binden
unangenehme Geruchsstoffe in ihrem Inneren
und halten so den Gestank fest.
Mittlerweile ist es Otto Normal egal, wie er
aussieht und riecht. Er will nur noch an die frische Luft. Zur Arbeit braucht er heute sowieso
nicht mehr zu gehen.
37
4. Akt: Auf der Flucht
Im Flur will Otto Normal seine schicken
braunen Lederhalbschuhe anziehen. Diese
sind jedoch wie vom Erdboden verschluckt.
Kein Wunder: Früher arbeiteten Gerber mit
Hundekot, den inzwischen mikrobiellen Proteasen ersetzen. Das sind spezielle Enzyme, die
Tierhäute enthaaren, stabilisieren und so zu
Leder machen.
Verzweifelt läuft Otto Normal in Socken
auf die Straße. Dabei stellt er sich vor, was
für ein Bild er abgeben muss: Ohne Schuhe,
mit Rührei in den Haaren, fleckiger Hose,
fettigem Hemd und deutlichem Körpergeruch.
Das erste Mal an diesem komplizierten Tag
muss er schmunzeln. Doch es kommt wie es
kommen musste: Kaum ist er zehn Minuten
an der frischen Luft, fängt es an zu regnen.
Bis er zu Hause ankommt, hat zwar der Regen
das meiste Rührei aus seinem Haar gespült,
aber wirklich wohl fühlt sich Otto noch immer
nicht. Die Erkältung, mit der er seit einer Woche kämpft, macht sich wieder bemerkbar.
5. Akt: Die beste Medizin
Hustend läuft Otto Normal zum Medizinschrank. Doch auch der kann ihm nicht weiter
helfen: Der Hustenlöser ist verschwunden.
Dieser enthält die Aminosäure Cystein, die
Biotechnologen heute mit einem genetisch
optimierten Bakterium gewinnen. Zum Glück:
Bis vor kurzem stammte Cystein aus Haaren,
Federn, Hufen oder Schweineborsten – herausgelöst mit Salzsäure.
Den Husten kann Otto Normal nicht
lindern, aber vielleicht hilft ihm ein kühles
Bier seine Probleme zu vergessen. Doch auch
dieses Vergnügen bleibt ihm verwehrt. Der
Grund dafür ist, wie schon beim Brot, Saccharomyces cerevisiae. Ein Liter Bier enthält rund
10 Milliarden der Hefezellen.
Otto Normal bleibt schließlich nur noch
der Weg ins Bett und die Hoffnung, dass der
nächste Tag besser aussieht. Schlaf soll ja
bekanntlich die beste Medizin sein und morgen werden ihm die vielen Mikroorganismen
bestimmt wieder durch den Alltag helfen.
38
Bio ist, was ihr draus macht
Fragen über Fragen
Wieso, weshalb, warum?
Biotechnologen wissen es – und gleich wissen Sie es auch.
Warum ist Käseschimmel gut
und Brotschimmel Käse?
Was ist eigentlich eine K.o.-Maus?
Welche Pflanze frisst schon Blei?
Beim Wort K.o.-Maus erscheint vor dem inneren
Auge sofort ein kleines Tier mit Boxhandschuhen und Veilchen (im Bild: aus technischen
Gründen ein Hamster). Dabei werden nicht
Mäuse ausgeknockt, sondern ihre Gene. Wissenschaftler können dann beobachten, welche
Funktion ausfällt – und so feststellen, welche
Aufgabe das Gen ursprünglich hatte.
Hierzu übertragen Forscher einen gentechnisch veränderten DNA-Abschnitt in embryonale Stammzellen der Tiere. Das umgeformte
Gen erkennt seinen entsprechenden Partner
im Mauschromosom und baut sich an dessen
Stelle ein. Die manipulierten Stammzellen
platzieren die Wissenschaftler dann in einen
frühen Mäuseembryo und implantieren diesen
in eine Ammenmaus. Sie gebärt Mäuse, deren
DNA eine normale und eine veränderte Version
des Gens besitzt. Das gesunde Gen setzt sich
durch, so dass erst in der zweiten Generation vollständige Knock-out-Mäuse mit zwei
veränderten Erbfaktoren zur Welt kommen. Da
fast jedes Gen der Maus sein Gegenstück in der
menschlichen Erbinformation hat, lassen sich
viele Erkenntnisse auf den Menschen übertragen und so Krankheiten erforschen. Ganz nach
dem Motto: Heilen statt k.o. Schlagen.
Die Blume auf dem Foto versucht, mit einem
Strohhalm Gift aus dem Boden zu saugen.
Das ist sehr freundlich von ihr, denn: Landen
Batterien und Leuchtstoffröhren im normalen
Müll, wird es für den Menschen gefährlich.
Schwermetalle treten aus und reichern sich im
Boden an. Von dort landen Blei, Kadmium und
Quecksilber dann über Gemüse, Getreide und
Obst auf unserem Teller, da Pflanzen die Schadstoffe aus dem Boden aufnehmen.
Die Wissenschaft macht sich jetzt genau diese Eigenschaft zu Nutze. Und hilft den Pflanzen
zur Selbsthilfe: Gentechnisch veränderte Pappeln können nicht nur auf den belasteten Böden
wachsen, sondern saugen die Schwermetalle
aus der Erde und lagern sie in ihre Blätter ein.
Damit sich das Laub und mit ihm die Schadstoffe im Herbst nicht wieder auf der Erde verteilt,
überspannt man die Pappeln mit Netzen. Die
Blätter werden anschließend eingesammelt und
verbrannt.
Bio ist, was ihr draus macht
Ob Hase, Reh oder Mensch – Lebewesen wissen
instinktiv, was sie essen dürfen und was sie
krank macht. Auch Käseliebhabern läuft bei der
Vorstellung, von einem Stück durchschimmeltem Roquefort zu naschen, das Wasser im
Mund zusammen, während sich ihnen alleine
beim Gedanken, eine gammelige Scheibe Brot
anzufassen, der Magen umdreht. Doch warum
ist Schimmel im Käse gut und im Brot schlecht?
Der Grund dafür liegt bei den unterschiedlichen Schimmelarten. Es gibt Schimmelpilze,
die harmlos und genießbar sind. Zu ihnen
gehören die Gattungen Penicillium camemberti
und Penicillium roqueforti, die im Camembert
beziehungsweise Roquefort für eine besondere
Reifung und ein spezielles Aroma sorgen. Auf
der anderen Seite stehen für den Menschen
schädliche Schimmel. Sie produzieren Giftstoffe, die Mykotoxine. Zu ihnen gehört der Pilz
Eurotium herbariorum, der auf Brot wächst. Das
von ihm gebildete Pilzgift kann unter anderem
die Niere schädigen.
Irene Berres und Christina Merkel
39
Wenn Bio killt
Moderne Waffen wachsen im Labor: Viren und Bakterien können als biologische
Kampfstoffe eingesetzt werden. Wir identifizieren die schlimmsten Übeltäter.
Erst im 19. Jahrhundert wurden Viren
und Bakterien als Krankheitserreger
identifiziert. Trotzdem ist die biologische
Kriegsführung keine Erfindung der Neuzeit.
Schon in der Antike und im Mittelalter vergifteten Römer, Perser und Griechen die Trinkwasserbrunnen ihrer Feinde mit Tierkadavern und
verwesenden Leichen. 1346 sollen die Tataren
die Stadt Kaffa auf der Krim in der heutigen Ukraine belagert und ihre Pesttoten über die Stadtmauern katapultiert haben. Möglicherweise kam
so die Pest, der »Schwarze Tod«, über die Bewohner. Natürlich wussten die Kriegsherren von
damals nicht, dass Bakterien die eigentlichen
Krankheitserreger waren.
Das Prinzip der biologischen Kriegführung
ist das gleiche geblieben. Allerdings entwickeln
Spezialisten biologische Waffen heute in geheimen Laboratorien (s. Kasten auf Seite 43).
Das Ausgangsmaterial sind noch immer tödliche
Viren oder Bakterien. Hier sind drei der gefährlichsten Killer:
40
Bacillus anthracis –
der Milzbranderreger
Der Erreger
Milzbrand (englisch Anthrax) ist der Überbegriff
für Haut-, Lungen- und Darmmilzbrand. Das
Bakterium Bacillus anthracis verursacht Krankheiten, indem es das Zellgift Letal-Toxin bildet.
Alle Formen von Milzbrand brechen ungefähr
zwei Tage nach der Ansteckung aus.
Die Symptome
Da das Bakterium bereits durch winzige Verletzungen der Haut in den Körper gelangt, ist
der Hautmilzbrand die häufigste und trotzdem
harmloseste Form. Nach einiger Zeit bilden
sich eitergefüllte Bläschen, die zu so genannten
Milzbrandkarbunkeln verschmelzen. Gelangt der
Eiter eines solchen Karbunkels in die Blutbahn,
kann es zu einer Blutvergiftung kommen.
Eine seltenere Form ist der Lungenmilzbrand. Mit diesem infiziert man sich beim Einatmen. Die Erkrankten bekommen schnell hohes
Fieber, Schüttelfrost, Atemnot und husten einen
blutigen Auswurf. Da schon der Atem sehr viele
Keime enthält, ist der Lungenmilzbrand hochgradig ansteckend. Diese Eigenschaft brachte
ihn ins Visier der Kriegsherren.
Zum Darmmilzbrand, der seltensten Anthraxform, kann es nur durch einen Verzehr von infizierter Nahrung kommen. Mit der Krankheit
einher gehen blutiger Durchfall und eine Bauchfellentzündung.
Die Therapie
Auch wenn frühzeitig mit der Therapie begonnen
wird, endet bei der Hälfte der Fälle die Krankheit
tödlich. Nach der Diagnose von Milzbrand muss
so schnell wie möglich mit einer Antibiotika-Behandlung begonnen werden. Dieses tötet jedoch
lediglich die Bakterien ab – das Toxin bleibt weiterhin im Körper.
Bio ist, was ihr draus macht
r Eine Woche nach den Anschlägen vom
11. September 2001 verschickten Attentäter
die ersten Briefe mit Milzbrandsporen. In
den USA herrschte Angst. Die Täter wurden
nie identifiziert.
Neuere Forschungen denken deshalb in die
Richtung einer Immuntherapie. Als Ausgangspunkt für sie könnten sogenannte Defensine
dienen. Das sind körpereigene, antibakterielle
Abwehrstoffe.
In vorklinischen Studien fanden Wissenschaftler vom Berliner Max-Planck-Institut für
Infektionsbiologie heraus, dass diese das LetalToxin neutralisieren können. Sie bieten daher
das Grundgerüst zur Entwicklung völlig neuer
Antibiotika.
Ein weiterer Ansatz beruht auf der Idee,
die Rezeptoren zu blockieren, die das Toxin
braucht, um in die Zelle zu gelangen. Ein solcher
Rezeptorblocker wurde bereits von New Yorker
Forschern entwickelt. In Tierversuchen konnten
alle mit Milzbrand infizieren Ratten mit dem Rezeptorblocker geheilt werden.
Wann Rezeptorblocker oder Defensine
tatsächlich als Wirkstoffe eingesetzt werden
könnten, ist allerdings noch unklar. Bio ist, was ihr draus macht
Milzbrand und biologische Kriegsführung
Da der Milzbranderreger ein Sporenbildner ist
und noch kein Gegenmittel existiert, zählt Bacillus anthracis zu den potentiellen biologischen
Waffen. Denn Sporen sind die winzigen Überdauerungszellen der Bakterien, die besonders
widerstandsfähig sind und lange Zeit im »Schläferzustand« verharren können.
Im Jahr 2001 kam es damit erstmals zu terroristischen Anschlägen: Eine Woche nach den
Angriffen auf World Trade Center und Pentagon
wurden über einen längeren Zeitraum Briefe
verschickt, die mit Milzbrandsporen verseucht
waren. Fünf Menschen kamen dabei ums Leben,
rund 30 000 mussten mit Antibiotika behandelt
werden.
Bis heute konnten die Urheber nicht identifiziert werden. Wahrscheinlich stammten die
Sporen aus einem Labor in den USA.
Clostridium botulinum und das
Neurotoxin Botox
Der Erreger
Botox ist ein Nervengift und wird von Clostridium botulinum gebildet, einem stäbchenförmigen
Bodenbakterium, das nur ohne Sauerstoff existieren kann. Es vermehrt sich vorwiegend in
Fleisch- und Gemüsekonserven, die nicht vollkommen sterilisiert wurden. Bei der Bildung von
Botox entwickeln sich Gase, so dass eine aufgeblähte Konservendose ein Indiz für den Befall
sein kann.
Die Symptome
Die Symptome der Vergiftung setzten zwölf bis
36 Stunden nach dem Verzehr verdorbener Lebensmittel ein. Botox blockiert die Reizweiterleitung zwischen den Nervenzellen, daher kann
es je nach Vergiftungsgrad zu Störungen der
Muskelkontraktion kommen. Weitere Anzeichen
41
l Lungenmilzbrand ist hoch ansteckend.
Da die Sporen über den Atem in den Körper
gelangen, kann nur die Gasmaske schützen.
sind Übelkeit, Durchfall, sowie Doppelt-Sehen,
und Lichtempfindlichkeit.
Der Kinderbotulismus ist die häufigste Form
des Botulismus, da schon Sporen des Bakteriums
ausreichen, um Kleinkinder zu infizieren. Erst ab
einem Alter von drei Monaten kann der Darm
eines Menschen diese Übergangsform des Erregers abbauen und damit unschädlich machen.
Der sogenannte Wundbotulismus entsteht, wenn
sich die Bakterien in einer offenen Wunde ansiedeln und dort das Toxin produzieren.
Die Therapie
Die erste Maßnahme gegen eine Botox-Vergiftung ist eine Magen- und Darmspülung, um
eventuell noch vorhandene kontaminierte Speisereste zu entfernen. Anschließend bekommt
der Patient eine Kombination von Antitoxin und
Antibiotikum. Das Antibiotikum tötet die Bakterien ab, während das Antitoxin das im Körper
noch ungebundene Gift neutralisiert. Mit der
Therapie muss innerhalb von 24 Stunden begonnen werden. Auch wenn es trotz rechtzeitiger Behandlung mehrere Monate dauert, bis
die Patienten wieder vollkommen genesen sind,
bleiben in der Regel keine dauerhaften Schäden
zurück.
Botox zur biologischen Kriegsführung:
0,1 Nanogramm Botulinumtoxin pro Kilogramm
Körpergewicht reichen aus, um einen Menschen
umzubringen. Mit nur 40 Gramm könnte man
theoretisch die ganze Weltbevölkerung ausrotten. Der Botulismuserreger zählt daher zu den
potentiellen biologischen Waffen. Dazu kommt,
dass Clostridium botulinum ein Sporenbildner
und aus Bodenproben leicht zu gewinnen ist.
Das Toxin kann in Form eines Teilchen-Luft-Gemisches versprüht werden.
42
Yersinia pestis – der Pesterreger
Der Erreger
Das geißellose Bakterium Yersinia pestis löst die
Erkrankung aus. Alexandre Émile Jean Yersin
entdeckte den Erreger 1894.
Überträger sind meistens Flöhe, blutsaugende Parasiten, die durch ihren Biss das Bakterium in den Blutkreislauf abgeben. Bevor die
Pest bei Menschen auftritt, sind fast immer Nagetiere betroffen. Unter den hygienischen Umständen früherer Jahrhunderte konnte sich die
Pest deshalb auch ohne den Floh als Zwischenwirt übertragen. In den Slums der Metropolen
Südamerikas und Südostasiens ist dies noch
heute ein Grund für immer wiederkehrende
Pestausbrüche.
Die Symptome
Nach wenigen Tagen beginnt die Beulenpest mit
hohem Fieber und Schüttelfrost, Benommenheit,
starkem Schwächegefühl sowie Kopf- und Gliederschmerzen. Die Lymphknoten in der Nähe
der Infektionsstelle entzünden sich und schwellen unter extremen Schmerzen zu eitergefüllten
Beulen an. Nur wenn man sie öffnet, können die
Wunden heilen.
Etwa die Hälfte der Erkrankten stirbt im Verlauf der Krankheit. Breiten sich die Bakterien
aus, führt die Infektion verbunden mit starken
Hautblutungen zum Schwarzen Tod. Dringt der
Erreger bis in die Blutbahn vor, kann eine Lungenpest entstehen.
Man unterscheidet zwischen der primären
und sekundären Lungenpest. Die Symptome einer primären Lungenpest treten als unmittelbar
Folge einer Tröpfcheninfektion auf. Dagegen ist
die Ausweitung der Beulenpest auf die Lunge
eine sekundäre Infektion. Erste Anzeichen einer
Lungenpest sind Atemnot, schmerzhafter Husten, blaue Lippen und ein hochinfektiöser Auswurf. Ohne Antibiotikum sterben die Erkrankten
nach wenigen Tagen.
Eine Blutvergiftung ist eine Begleiterscheinung der Beulen- und Lungenpest. Sie kann
jedoch auch ohne die anderen typischen Pestsymptome auftreten und verläuft fast immer
tödlich.
Die abortive – also die »nicht ausgebrochene« − Pest ist am wenigsten gefährlich. Sie geht nur
mit leichtem Fieber und einer Schwellung der
Lymphknoten einher. Sind diese Symptome einmal abgeklungen, entwickeln die Erkrankten eine
lang anhaltende Immunität gegen den Erreger.
Die Therapie
Wie andere bakterielle Erkrankungen heilt man
die Pest mit Antibiotika. Wird die Krankheit
rechtzeitig erkannt, bestehen gute Heilungschancen. Impfungen schützen lediglich sechs
Monate vor der Beulenpest und sind zudem mit
vielen Nebenwirkungen verbunden. Ob die Impfung auch vor der Lungenpest schützt, ist unklar.
Um eine Pestepidemie einzudämmen, sind verbesserte Hygiene und die Bekämpfung der Ratten nötig, vor allem auf Schiffen. Da die Flöhe
nach dem Tod der Ratten ihren Wirt wechseln,
müssen sich die Menschen in Pestgebieten außerdem mit Insektiziden schützen.
Einsatz als biologischer Kampfstoff
Viele Wissenschaftler schließen den Einsatz von
Pesterregern als Biowaffe nicht aus. Durch die
Tröpfcheninfektion eignet sich der Erreger besonders gut. Das Sunshine Project – eine weltweit agierende Organisation zur Ächtung von
Biowaffen – vermutet, dass Militärs dem Erreger
Antibiotikaresistenzen verleihen wollen. Möglich ist auch die Veränderung seiner Oberflächenstruktur (siehe Kasten rechts). Das Immunsystem des Körpers könnte dann einen Erreger
nicht mehr als gefährlich erkennen.
Christoph Penter und Anja Szerdi
Bio ist, was ihr draus macht
Was sind Biowaffen?
Biologische oder bakteriologische Waffen sind schädliche Mikroorganismen oder deren Stoffwechselprodukte. Ihre Verbreitung kann
Epidemien wie Pest, Typhus, Cholera oder Milzbrand auslösen. Sie
alle haben eines gemeinsam: ihre hohe Effizienz. Für ihre Herstellung
ist weder eine kostspielige Technologie, Infrastruktur noch umfangreiches technisches Wissen nötig. Täter können mit Geräten arbeiten,
die auch die zivile Forschung verwendet. Ein Biowaffenlabor ist von
einem herkömmlichen Forschungslabor kaum zu unterscheiden und
kann zudem innerhalb weniger Stunden geräumt werden.
Biowaffen sind international geächtet. Trotzdem vermuteten amerikanische Geheimdienste Mitte der 90er Jahre, dass mindestens 17
Staaten biologische Waffen entwickeln, darunter der Iran, Irak, Libyen, Nord- und Südkorea, China und Russland. Aber auch die USA und
einige europäische Staaten, unter anderem Deutschland, forschen an
biologischen Waffen. Dabei wird häufig „defensive“ Forschung betrieben, um Gegenmittel für Biowaffen entwickeln zu können. Allerdings
muss auch für diese Forschungsziele der Kampfstoff vorhanden sein
– er könnte also prinzipiell für offensive Zwecke verwendet werden.
Biowaffen sind auch für das angreifende Land mit großen Risiken
verbunden. Viren und Bakterien machen weder an Landesgrenzen
halt, noch unterscheiden sie zwischen Freund und Feind. Der einzige
Schutz für die Angreifer wäre eine Impfung gegen den Erreger.
Das größte Hindernis bei der Bekämpfung der Biowaffenproduktion stellt ihr »dual-use«-Charakter dar: Mit dem Wissen und der Technologie, mit denen sich Kampfstoffe entwickeln ließen, kann ebenso
gut sehr nützliche zivile medizinische Forschung betrieben werden.
Was lässt sich zum biologischen
Kampfstoff machen?
Biologische Waffen können klassifiziert werden in Bakterien, Rickettsien, Viren und Gifte. »Geeignete« Bakterien wären beispielsweise
die Erreger von Milzbrand, Pest, Cholera oder Salmonellen. Rickettsien, also Bakterien der Gattung Rickettsia, leben wie Parasiten innerhalb einer Wirtszelle. Als Überträger vieler Krankheiten leben sie
vor allem in Zecken, Flöhen, Milben und Läusen.
Einige virale Vertreter sind das hochinfektiöse Ebolavirus, Influenza und das Pockenvirus. Die Pocken gelten seit Ende der 70er
Jahre als ausgerottet; da deswegen weltweit keine größeren Vorräte
an Impfstoff mehr angelegt wurden, stellen sie nun eine besondere
Gefahr dar.
Manche lebenden Organismen stellen als Stoffwechselprodukte
Gifte her. Auch diese können als biologische Waffen dienen – etwa
Bio ist, was ihr draus macht
das stärkste bekannte Gift, Botulinustoxin, aber auch das weniger gefährliche Aflatoxin, das aus Schimmelpilzen gewonnen wird.
Welche Techniken nutzen Waffenlabors?
Biowaffenlabors nutzen Wissen aus der Biotechnologie für ihre Zwecke. Eine Möglichkeit ist der Transfer von Antibiotika-Resistenzen in
einen Mikroorganismus. Dabei wird die Widerstandskraft herkömmlicher Organismen, die man bislang mit Antibiotika bekämpfen konnte, durch eingeschleuste Resistenzgene erhöht.
Eine weitere Möglichkeit versteckt sich hinter der Bezeichnung
»Modifikation der Antigendomäne eines Mikroorganismus«. Unser
Immunsystem erkennt einen Eindringling normalerweise an seiner
Oberflächenstruktur und reagiert mit der Produktion von Antikörpern,
die den Eindringling unschädlich machen. Wenn nun dem Immunsystem bekannte Mikroorganismen so verändert werden, dass es sie
nicht mehr erkennen kann, dann ist der Körper auch solchen Erregern
schutzlos ausgeliefert, mit denen sein Abwehrsystem üblicherweise
kurzen Prozess machen könnte.
2003 lieferten australische Wissenschaftler ein ungewolltes, aber
zugleich erschreckendes Beispiel für die Veränderung eines Mikroorganismus. Ursprünglich suchten sie nach einem Mittel, um Mäuse
unfruchtbar zu machen. Man wollte die Bildung von Antikörpern aktivieren, welche die Eizellen zerstören sollten. In ein Mäusepockenvirus, das normalerweise eine leichte Infektion mit Schwellungen und
Nekrosen der Pfoten hervorruft, wurde ein Gen für die Produktion
von großen Mengen an Interleukin 4 eingebaut. Interleukin 4 ist ein
Botenstoff, der eine wichtige Rolle für das Immunsystem spielt. Statt
nur die Antikörperproduktion gegen die Eizelle zu erhöhen, unterdrückte das Interleukin die Aktivität von bestimmten Immunzellen.
Das genveränderte Virus führte zu einer völligen Stilllegung des
zellulären Immunsystems. Alle Tiere starben innerhalb von neun
Tagen. Das Mäusepockenvirus ist für Menschen ungefährlich, aber
mit dem für Menschen gefährlichen Pockenvirus verwandt. Mit dem
Menschenpockenvirus durchgeführt, hätte dieses Experiment fatale
Folgen.
Biowaffen ließen sich noch mit einer weiteren Strategie erzeugen. Dabei werden Gene isoliert, die einen Mikroorganismus für den
Menschen erst gefährlich machen. Ein relativ harmloser Erreger wäre
dadurch schädlicher, denn das Immunsystem kann den veränderten
Erreger nicht ausschalten und Impfstoffe gegen dessen natürliche Variante wirken nicht mehr.
Mit Hilfe moderner Gentechnik stellen die Waffenforscher auch
maßgeschneiderte Mikroorganismen aus verschiedenen Genen, vor
allem dem Erbmaterial von Viren, völlig neu zusammen.
Christoph Penter
43
Mythos Sauerteig
Schön, Sie kennen zu lernen.
Ich bin Hermann, dein neues Familienmitglied! Zunächst möchte ich mich kurz vorstellen.
Ich bilde eine Art Wohngemeinschaft von verschiedenen Mikroorganismen. Vier davon fühlen
sich besonders wohl bei mir und breiten sich am
meisten aus. Die einen gehören zur Partei der
Milchsäurebakterien: Herr Lactobacillus planatarum und Frau Lactobacillus brevis. Die anderen
sind Hefeangehörige: Frau Saccharomyces cerevisiae und Herr Saccharomyces minor.
Gemeinsam führen die Mitbewohner eine
Hauswirtschaft. Sie gewinnen Energie, indem
sie die im Mehl enthaltenen Kohlenhydrate in
Zucker umwandeln. Dabei vermehren sie sich.
Die Hefen sind hauptsächlich für meine lockere
Konsistenz verantwortlich. Denn sie setzen den
Zucker in Alkohol und Kohlenstoffdioxid um.
Letzteres versucht, als Bläschen zu entweichen.
Doch im Teig sind auch noch Proteine enthalten:
im so genannten Gluten. Dieses »Klebereiweiß«
verwandelt mich zusammen mit Wasser in eine
gummiartige Masse. Dabei sorgt es dafür, dass
die Bläschen nicht entweichen und ich aufgehe.
Meine anderen Mitbewohner, die Milchsäuren, arbeiten auch fleißig, indem sie gären.
Herr Lactobacillus planatarum wandelt Zucker in
Milchsäure um. Das macht er am liebsten, wenn
es warm ist, am besten bei dreißig Grad. Frau
Lactobacillus brevis mag es kälter. Sie arbeitet
am besten bei 25 Grad. Aus Zucker produziert
sie dann Milchsäure, Alkohol und Kohlenstoffdioxid. Ihren Alkohol, aber auch den ihrer Nachbarhefen, zersetzt sie dann weiter in Essigsäure.
Deshalb trägt sie auch den Spitznamen: Sie ist
ein Essigsäurebakterium.
Weil Herr Lactobacillus planatarum es lieber
wärmer und Frau Lactobacillus brevis es lieber
ein wenig kälter mag, setzt sich je nach Temperatur ein anderes Milchsäurebakterium durch.
Durch Frau brevis schmecke ich dann später
etwas säuerlicher oder etwas milder, wenn Herr
planatarum seine Lieblingstemperatur hatte.
In jedem Fall machen mich die kleinen Gärer
zu einem säuerlichen Teig, in dem Ester zu kräftigen Aromastoffen ausgebildet werden. Durch
sie entwickle ich meinen leckeren Geschmack.
44
Der Hermann-Brief
Und wegen der Säure der Milchsäurenbakterien
lebe ich auch so lange. Das saure Milieu hindert
Schimmelpilze und andere Fäulnisbakterien
daran, zu wachsen. So können sie nicht in die
Wohngemeinschaft einziehen.
Allerdings sind meine Bewohner ganz schön
gefräßig und müssen immer wieder mit Mehl,
Wasser und am fünften Tag sogar mit Zucker
gefüttert werden. Dann gären sie die ganze Zeit
weiter und ich werde immer größer. Eines Tages
kann man mich dann vierteln, so dass vier neue
Hausgemeinschaften entstehen.
Jasmin Schreiter
Hier ist Hermann, dein neues
Familienmitglied. An dem Tag, an dem du
mich bekommst, also am ersten Tag, musst
du mich füttern mit einer Tasse Mehl, einer
Tasse Zucker und einer Tasse Milch.
Bewahre mich in einem hohen, nicht
ganz dicht verschlossenen Gefäß bei
Zimmertemperatur auf.
Du musst mich jeden Tag umrühren, denn
ich will hoch hinaus.
Füttere mich dann am fünften Tag mit der
gleichen Menge wie am ersten Tag.
Am zehnten Tag kannst du mich backen.
Bio ist, was ihr draus macht
Alternativer Hermann-Brief
Hermann ansetzen:
Eine Hommage an den kleinen Prinzen
Eines Tages begegnete Hermann der Teig dem
kleinen Prinzen.
Hermann der Teig verstummte und schaute
den Prinzen lange an:
»Bitte… füttere mich!« sagte er.
»Ich möchte wohl«, antwortete der kleine
Prinz, »aber ich habe nicht viel Zeit. Ich muss
Freunde finden und viele Dinge kennen lernen.«
»Man kennt nur die Dinge, die man füttert«,
sagte Hermann der Teig. »Die Menschen haben
keine Zeit mehr, irgendetwas kennen zu lernen.
Sie kaufen sich alles fertig in den Geschäften.
Aber da es keine Kaufläden für Freunde gibt,
haben die Leute keine Freunde mehr. Wenn du
einen Freund willst, so füttere mich!«
»Was muss ich da tun?«, fragte der kleine
Prinz.
»Du musst sehr geduldig sein«, antwortete
Hermann der Teig. »Du lässt mich am ersten Tag
ruhen. Die folgenden drei Tage rührst du mich
um. Am fünften Tag füttere mich mit je einer Tasse Mehl, Milch und Zucker. Falls du mir nur zwei
Esslöffel gibst, werde ich zu Siegfried, dem Brot.
Die folgenden vier Tage rührst du mich wieder
um. Am zehnten Tag schütte noch je eine Tasse
Mehl, Milch und Zucker zu mir. Dann teile mich
in vier gleiche Teile. Deinen Teil verarbeitest du
mit einem Rezept zu Kuchen oder Brot. Die anderen verschenkst du weiter an deine Freunde.« So machte dann der kleine Prinz Hermann
der Teig mit sich vertraut. Und als die Stunde
des Abschieds nahe war:
»Ach!«, sagte Hermann der Teig, »ich werde
weinen.«
»Das ist deine Schuld», sagte der kleine
Prinz, »ich wünschte dir nichts Übles, aber du
hast gewollt, dass ich dich füttere…«
»Gewiss«, sagte Hermann der Teig.
»Aber nun wirst du weinen!«, sagte der kleine Prinz.
»Bestimmt«, sagte Hermann der Teig.
»So hast du also nichts gewonnen!«
»Ich habe», sagte Hermann der Teig, »durch
Teilung bald drei neue Freunde gewonnen.«
Jasmin Schreiter
Ein Hermann-Teig lässt sich auch
ohne Starterkultur ansetzen.
Um den Teig ohne geschenkten
Vorteig anzusetzen, werden
60 g Weizenmehl Type 550, 50 g
Zucker, 100 g Magermilch und
30 g Buttermilch zu einem Teig
vermischt und so lange stehen
gelassen, bis er anfängt zu gären
(ein bis zwei Tage).
Bio ist, was ihr draus macht
Ein anderes Rezept: 1/2 Päckchen
Trockenhefe, 1 Tasse lauwarmes
Wasser,
1 Esslöffel Zucker und 1
Tasse Weizenmehl (Type 405)
miteinander verrühren. Zwei Tage
an einem warmen Ort zugedeckt
gehen lassen, dabei mehrmals
umrühren. Anschließend 24
Stunden in den Kühlschrank
stellen.
45
Hermann, eine Sozialanalyse
Ich bin Hermann, dein neues Familienmitglied! Ein Teig als Familienmitglied? Das ist
eigentlich kein so abwegiger Gedanke. Denn
Hermann lebt. Oder zumindest die Bakterien
in ihm. Und andere Lebewesen wie Hund oder
Katze werden ja schließlich auch als Familienmitglieder betrachtet. Allein in der Größe unterscheiden sich die Mikroben von klassischen
Haustieren. Ansonsten muss das Herrchen
beide, den Hund und den Lactobacillus, genauso sorgsam füttern und ihnen ein behagliches
Zuhause bieten. In diesem Punkt ist Hermann
sogar viel anspruchsvoller als ein Hund. Der
Vierbeiner frisst schließlich so gut wie alles, was
man ihm hinwirft und lässt sich auch bei Wind
und Wetter in der Hütte vor dem Haus halten.
Zugegeben, ein paar gewichtige Unterschiede
gibt es natürlich doch. Schnurrt der Teig beim
Streicheln? Holt Hermann Stöckchen? Nein,
sogar der Guppy im Heim-Aquarium ist aufregender als ein Teig, der wächst. Aber immerhin
kommt Hermann irgendwann in den Backofen
und landet als Brötchen oder Kuchen im Magen.
Aber wer würde schon seinen Hund oder
Meerschweinchen fressen?
Allerdings gelten Hund oder Meerschwein
in einigen Teilen der Erde als Delikatesse. Hingegen haben orthodoxe Juden ein sehr problematisches Verhältnis zum Sauerteig. Erinnert
er doch an die ägyptische Gefangenschaft in
der Bibel und ist somit ein Symbol für Sklaverei. Einige essen Hunde, andere verschmähen
Sauerteig. Aber zurück zum Haustier, das in
seiner Tradition nicht zum Streicheln, sondern
zunächst zum Essen gehalten wurde. Auch ihre
Funktion als Lastenesel oder Wachhund konnte
sie nicht vor dem Kochtopf retten. So gesehen
ist es eher merkwürdig, einen Hasen im Kinderzimmer nicht zum Essen, sondern nur zum Streicheln, Kuscheln, Liebhaben zu halten.
Doch sind es rein menschliche Bedürfnisse,
die der Hase befriedigt – sei es als Schlachtoder als Kuscheltier. Kinder spielen Familie, ob
mit Puppen, Haustieren oder mit dem Tamagotchi. Diese elektronischen Plastikeier kamen
vor ein paar Jahren wie eine Invasion über die
46
Hermann backen:
Kinderzimmer. Alle fünf Minuten piepten die Geräte nach ihrer virtuellen Flasche, die ihr unsere Kleinen per Knopfdruck geben konnten. Wer
den Befehlen nicht Folge leiste, dem starb das
Tamatgotchi binnen Minuten weg. Alles andere, Mittagessen, Hausaufgaben, Fernsehgucken
wurde unwichtig.
Aber wenn diese digitalen Nervensägen in
den Rang eines Familienmitglieds aufsteigen
konnten, dann kann es doch auch Hermann. So
wie Kaninchen statt nur als Braten heute auch
eine soziale Funktion erfüllen, ist auch der
Sauerteig längst entfremdet. Denn schließlich
füttern ihn die Kinder. Und wenn er groß genug
ist, teilen sie Hermann und verschenken ihn an
ihre Freunde. In den USA ist Hermann so auch
als Amish Friendship Bread bekannt. Schon der
Name zeigt an: Hier geht es nicht nur um Brot,
sondern um Freundschaft. Wer verschenkt, sagt,
ich mag dich. Damit ist Hermann mehr als eine
Familienmitglied. Hermann verbindet Menschen.
Sebastian Weissgerber
Am Backtag: Nimm eine Tasse von mir für
dich ab und eine Tasse für eine Freundin,
reiche dazu diesen Hermann-Brief weiter.
Gib dann die etwa zwei Tassen die von mir
verblieben sind in eine große Schüssel und
mische folgende Zutaten darunter: zwei
Eier, zwei Teelöffel Backpulver, eine halbe
Tasse Zucker, zwei Tassen Mehl, ein Teelöffel
Zimt, eine Tasse gemahlene Nüsse, eine Tasse
Rosinen und eine halbe Tasse Öl. Rühre alles
nacheinander unter, bis es gut vermischt ist.
Fülle danach den Teig in eine gefettete Form,
gib diese in den Backofen und backe ihn bei
180 Grad etwa 45 Minuten.
Bio ist, was ihr draus macht
Kommentar
Hermann muss sterben
»Ich bin Hermann, dein neues
Familienmitglied für die
Dauer von zehn Tagen, oder
länger!« Düstere Musik sollte diese Zeilen begleiten, denn Hermann
ist das Anfang vom Ende. Jeder
kennt, aber die Mehrheit hasst ihn:
Hermann, den klebrigen Sauerteig
mit eigener Persönlichkeit.
Über den Erfinder des HermannTeufelkreises ist nichts bekannt.
Wahrscheinlich lebt er inzwischen
in einem riesigen Haus aus Sauerteig und amüsiert sich köstlich
über seinen Hexenstreich. Am Tag
X stand er auf dem Schulhof einer
Grundschule im Niemandsland und
hat jedem Schüler einen Klumpen Teig mit dem zugehörigen
»Hermann-Brief« in die Hand
gedrückt. Der Rest ist Geschichte:
Hunderte Kinder haben ihre Mütter
zum Hermann-pflegen-rührenfüttern-backen-und-verschenken
gezwungen und seitdem bevölkert
er die Welt!
Die Beweise dazu liegen auf der
Hand: Die Internetsuchmaschine
»Google« findet 604 000 Einträge
zum Suchauftrag »Hermann Kuchen«, die Enzyklopädie »Wikipedia« widmet ihm mehrere Einträge
und Dr. Oetker verhökert HermannBackbücher.
Doch damit nicht genug. Hermann hat Geschwister bekommen!
Siegfried und Robert heißen sie.
Somit kursieren nun auch Briefe
mit der Einleitung »Ich bin Robert,
der Bruder von Hermann, der für
Kuchen zuständig ist« und »Siegfried ist nicht Kuchen und nicht
Brot – einfach Siegfried!« durch
Deutschlands Haushalte.
Eine Sauerteigfamilie – damit
kann es keine Mutter dieser Welt
Bio ist, was ihr draus macht
aufnehmen. Fiktive Situation: eine
Familie mit drei Kindern zwischen
sechs und zwölf Jahren. Jedes
Kind kommt stolz nach Hause, in
der kleinen Hand eine gezüchtete
Bakterienkultur namens Hermann,
Robert oder Siegfried. Die Mutter
schlägt ihre Hände über dem Kopf
zusammen und beginnt zu weinen.
Ganz sicher. Denn einen Monat
Kokos-Mandel-Hermann oder
Zwiebelbaguette-Robert zu essen,
hat den totalen Geschmacksverlust
zur Folge.
Wahrscheinlich ist Hermann
auch Schuld an der Kinderlosigkeit in Deutschland. Monatelang
diskutierten Politiker, diverse
Talkshow-Moderatoren und leider
auch Eva Herman über dieses
Problem.
Dabei wäre die Lösung doch so
einfach: Wenn Hermann, Robert
und Siegfried endlich in der Hölle
schmorten, müsste sich keine Frau
der Welt mehr mit weinenden
Kindern plagen, weil sie die
Teigbatzen in den Müll geworfen
hat. Familienleben würde wieder
Idylle und Freude bedeuten. Die
Menschen täten sich wieder zusammen und zeugten haufenweise
Kinder.
Also liebe Leidensgenossen:
Boykottiert Hermann und sein Gefolge. Verbrennt die Kettenbriefe
und löscht sämtliche Internetbeiträge. Wie gesagt: Hermann muss
sterben.
Julia Langensiepen
»Seit meine Kinder Hermann mit ins Haus gebracht haben, war ich nicht
mehr beim Bäcker. Wenn ich mal ein paar Tage keinen Teig brauche,
schmeiß ich ihn einfach in die Tiefkühltruhe. Jetzt sind die Kinder schon
ausgezogen, aber Hermann ist immer noch bei mir.«
Gertrud Hoffmann, 57
»Letztens hat eine Kommilitonin an der Uni Hermann mitgebracht. Ein
paar Wochen später waren wir alle vom Backfieber befallen und haben
an unserer Familien und Freunde wie blöd Hermann verschenkt. Das war
toll, wie in der Grundschule.«
Claudia Klemm, 31
»Dieses Dreckszeugs schmeckt einfach fürchterlich. Ich bin so froh, dass
meine Kinder jetzt aus dem Alter raus sind. In der Grundschule haben sie
ständig neuen Hermann angeschleppt. Aber füttern durfte ich ihn. Und
wehe, wenn er umgekippt ist. Dann war ich die Böse.«
Angelika Kaltenbach, 42
47
Chronik
3000 bis 4000 Jahre
1675 identifizierte der
1860 zeigte der französische
1886 isolierte Friedrich Mie-
liegt der Ursprung der Biotech-
Niederländer Antonie van
Mediziner und Chemiker Louis
scher erstmals die chemische
nologie zurück: In Ägypten
Leeuwenhoek erstmals Bakte-
Pasteur, dass Mikroorganismen für
Substanz des Erbguts aus
entstand durch zufällige Milch-
rien. Er hatte sie mit dem von
Fäulnis und Gärung verantwort-
weißen Blutkörperchen.
säuregärung Sauerteig. Die
ihm erfundenen Mikroskop
lich sind. Dies brachte ihn auf die
Milchsäurebakterien gelangten
entdeckt. Damit konnte er auch
Idee, Lebensmittel zu erhitzen, um
mit dem Nilwasser in den Teig.
zum ersten Mal Stäbchen und
die hitzeempfindlichen Bakterien
Kokken unterscheiden.
abzutöten. Dieses Verfahren wurde
später Pasteurisieren genannt.
Vor etwa 2400 Jahren
1796 impfte der englische
1876 identifizierte Robert Koch, Be-
wurde ein Bottich mit gären-
Landarzt Edward Jennar erstmals
gründer der modernen Bakteriologie,
dem Teig im Regen vergessen.
einen Jungen mit Kuhpocken-
den Milzbrandbazillus als Erreger der
Nach Tagen entstand ein
viren. Er hatte beobachtet,
gefährlichen Viehseuche. 1882 konnte
trinkbares Gebräu: das Bier der
dass Milchmägde, die sich mit
er nachweisen, dass die in »tuber-
Sumerer.
Kuhpocken infiziert hatten, nicht
kulösen Substanzen vorkommenden
mehr an den eigentlichen Pocken
Bazillen nicht nur die Begleiter des
erkrankten. Er bezeichnete das
tuberkulösen Prozesses, sondern die
Verfahren als Vaccination – latei-
Ursache desselben sind«
nisch »vacca« bedeutet »Kuh«.
48
Bio ist, was ihr draus macht
1953 entdeckten James
1983 erhielt menschliches
1994 wurde die gentech-
2001 wird im Rahmen
Watson und Francis Crick am
Insulin als erstes gentechnisch
nisch veränderte Tomate der
des Humangenomprojekts
Cavendish-Laboratorium in
hergestelltes Medikament die
Firma Calgene für den Markt
das menschliche Erbgut
Cambridge die molekularbio-
Zulassung.
zugelassen. Die »Anti-Matsch-
erstmals nahezu vollstän-
logische Struktur der DNA und
Tomate« produziert ein
dig sequenziert.
damit auch ihre besondere
bestimmtes Enzym nicht mehr
Form, die Doppelhelix.
und wird dadurch widerstandsfähiger.
1928 wurde das erste Anti-
1955 entzifferte der britische Bio-
1984 isolierte der franzö-
Am 5. Juli 1996 kam das
biotikum, das Penicillin, von
chemiker Frederick Sanger die kom-
sische Virologe Luc Montaigner
walisische Bergschaf Dolly dem schottischen Bakterio-
plette Abfolge von Aminosäuren im
erstmals das HI-Virus aus einer
zur Welt. Es war der erste
logen Sir Alexander Fleming
Insulin. Hierfür erhält er 1958 den
Blutprobe.
Organismus, der durch ein
entdeckt. Die bakterienab-
Nobelpreis. 1977 konnte er erstmals
Klonverfahren erzeugt wurde.
tötende Wirkung fand er
die komplette Abfolge der DNA-
Dolly gebar mehrere Nachkom-
zufällig bei dem Schimmelpilz
Bausteine eines Virus sequenzieren
men und starb am 14. Februar
– die erste vollständige Entzifferung
2003.
Penicillium chrysogenum.
überhaupt.
Annika Hollmann
und Melanie Schmidt
Bio ist, was ihr draus macht
49
Impressum
Otto.
Irene Berres, Julia Langensiepen, Christina Merkel und Josephina Maier grübeln.
Irene Berres und Simone Müller fotografieren Haare. (Und – ja, es gab auch
Männer in diesem Kurs. Aus technischen Gründen nicht im Bild.)
Texte, Fotos und Grafiken, Bildredaktion,
Schlussredaktion, Dokumentation: Irene Berres,
Annika Hollmann, Julia Langensiepen, Lisa Leander,
Josephina Maier, Dr. Christian Meier, Christina
Merkel, Simone Müller, Christoph Penter, Melanie
Schmidt, Jasmin Schreiter, Anja Szerdi, Sebastian Weissgerber, Katharina Zaczek (Studiengang
Wissenschaftsjournalismus, Hochschule Darmstadt,
drittes Semester)
Externe Bildquellen: S. 8: Pixelquelle, Gérard
Chevrier, S. 9 (Käsebrot): Erk Singerhoff, S. 11/13:
Affymetrix, S. 14: Sabine Sydow, S. 23: ferienwohnungen.de, S. 26/27: BASF AG, S. 41/42: Pixel-
50
Die Kartoffel.
quelle/Montage C. Penter, S. 48: Brot, Bier, Kuh,
Tomate, Schaf, Buchstabensuppe: Pixelquelle, Van
Leuwenhooek: www.nsc.gov.tw/files/popsc/2005_
80/9407-08-02.jpg, Pasteur: www.ihm.nlm.nih.
gov/ihm/images/B/20/588.jpg, Milzbrand, weiße
Blutkörperchen, HIV: Wikipedia, DNA: www.epa.
gov, Fleming: mass.gov/dph/cdc/images/fleming_
alexander.gif, Sanger: www.nlm.nih.gov/.../media/
gallery/vi_a_208b.jpg, Insulinstruktur: www.fnal.
gov/.../ferminews03-12-01/insulin.jpg
Redaktionsschluss: 1.2.2007
Wir danken: Bertelsmann Stiftung (für die großzügige Übernahme der Druckkosten), Dipl.-Ing.
Andreas Finger, Prof. Dr. Klaus Meier (Technik),
Christoph Baldauf, Prof. Dr. Hans-Jürgen KoeppBank, Dipl.-Biol. Erk Singerhoff (Dokumentation)
Layout Eigenanzeige: Annette Paulus (Studiengang Onlinejournalismus)
Layout: Karsten Kramarczik, Werbedesign Kramarczik, mac_kram@yahoo.de
Herstellung: Hochschule Darmstadt
Leitung: Prof. Dr. Annette Leßmöllmann (V.i.S.d.P.)
Studiengang Wissenschaftsjournalismus
Hochschule Darmstadt, Campus Dieburg
Max-Planck-Straße 2 · 64807 Dieburg
Tel. 06071-82 9470 · www.wj.h-da.de
Bio ist, was ihr draus macht
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