| Evolution im Reagenzglas | |
| Prof. Wim Vermaas erforscht Cyanobakterien | |
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| Der Mann hat was gesehen von der Welt: Nach seinem Studium
an der Landwirtschaftshochschule in den Niederlanden arbeitete Prof. Wim
Vermaas in Michigan und Berlin, forschte für die Entwicklung der "DuPont
Chemie" in Delaware und lebt und lehrt nun seit 13 Jahren in Arizona. Für
ein Jahr hat es ihn nun nach Bochum verschlagen: Als Humboldt-Stipendiat
arbeitet er am Lehrstuhl für Biochemie der Pflanzen (Prof. Matthias Rögner).
Dort widmet er sich, wie schon seit seiner Zeit bei DuPont, der Erforschung
eines Cyanobakteriums (früher Blaualge genannt). Seit mehr als 15 Jahren ist bekannt, dass dieses Bakterium in der Lage ist, DNA aufzunehmen und es in sein eigenes Genom einzubauen. Wie mit einem Baukastensystem können Biologen so gezielt Gensequenzen austauschen, um ihre Funktion zu erforschen. Bei der Untersuchung der Photosynthese fanden sie heraus, dass Enzyme nicht wie vermutet ausschließlich als Katalysatoren funktionieren, sondern dass ihre Aminosäuren auch aktiv an Reduktions- und Oxidationsreaktionen beteiligt sein können. Durch den Einbau unterschiedlicher Aminosäuren in Proteine und durch Änderungen im Genom des Cyanobakteriums erforschten die Wissenschaftler verschiedene Kombinationen sowie die Funktion der Bausteine: Welche Aminosäure ist für die Photosynthese wichtig? Welche wirkt effektiv, welche nicht? Das Cyanobakterium ermöglichte es den Forschern, die Evolution im Reagenzglas stattfinden zu lassen. Auf diese Weise erkannten sie z. B. einen möglichen Mechanismus, wodurch Pflanzen die Lichtaufnahme regulieren können, indem sie überschüssige Lichtenergie in mehreren Zwischenschritten in Wärme umwandeln und sie so wieder abgeben, ohne Schaden zu nehmen. Vor einigen Jahren haben japanische Biologen das gesamte Genom des Cyanobakteriums, etwa 3,5 Mio. Nukleotide, bestimmt. Nur von der Hälfte von ihnen weiß man, wozu sie genau da sind, die Untersuchung der Funktion der anderen haben die Forscher nun begonnen - und schon erlebten sie eine Überraschung: Die Photosynthese ist komplizierter als man dachte. Selbst der primitive Organismus gibt immer neue Rätsel auf. Wim Vermaas schätzt, dass das Cyanobakterium die Wissenschaft noch für mindestens fünf bis acht Jahre beschäftigen wird. Im Lauf der Zeit hat er das Bakterium lieb gewonnen: Als mutmaßlicher Großvater der Chloroplasten erlaubt seine Erforschung Rückschlüsse auf viele andere Pflanzen. Da das Bakterium so vielfältig und anpassungsfähig ist, können Studierende aller möglichen Fachrichtungen von seiner Untersuchung profitieren. Und jetzt, da das ganze Genom bestimmt ist, macht Vermaas die Arbeit damit um so mehr Spaß. Obwohl er sich selbst auf die Grundlagenforschung beschränkt, malt sich Prof. Vermaas die Zukunft des Bakteriums rosig aus: Schon jetzt hat es einen regelrechten Aufschwung erlebt und fasziniert immer mehr Forscher; in der wissenschaftlichen Literatur taucht es immer häufiger auf. Auch könnte das Multitalent in verschiedensten Bereichen zum Einsatz kommen: Man könnte mit seiner Hilfe Enzyme zur Wasserspaltung bauen und z.B. Wasserstoff als Energieträger gewinnen. Außerdem könnte man es zur Reinigung von Grundwasser gebrauchen. Noch filtert man Nitrat, das zum schädlichen Nitrit wird, chemisch aus dem Grundwasser heraus. Eine umweltfreundlichere und auch billigere Möglichkeit wäre, Cyanobakterien diese Reinigung zu überlassen und sie nachher als Viehfutter weiter zu verwenden. Ebenso könnte man umweltfreundlich Carotin herstellen oder CO-2 fixieren. Auch die pharmazeutische Industrie könnte von Cyanobakterien profitieren: Mit seiner Beteiligung können Biologen neuartige Enzyme mit unterschiedlichen Funktionen konstruieren, genau so wie man das mit anderen Bakterien macht: Durch Gentransfer können sie medizinische Stoffe wie menschliches Insulin herstellen. Wim Vermaas wird noch bis August 2000 an der RUB bleiben. Die Ruhr-Uni bzw. Prof. Matthias Rögner als Partner hat er sich selbst für seinen Auslandsaufenthalt ausgesucht: Durch gemeinsame Projekte kannten sich die Biologen schon seit längerer Zeit, und das Stipendium bot die Gelegenheit, die Zusammenarbeit zu intensivieren. Einsam fühlt sich der Globetrotter in Bochum nicht, denn Frau und Kinder hat er kurzerhand mitgebracht. Meike Drießen |
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| 01.02.2000 |