Ein Zebrafisch kommt selten allein
Das Forscherehepaar Mary Mullins und Michael Granato
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Mary Mullins, Michael Granato (Fotos: Anna Frey).   |
Das Forscherehepaar Mary Mullins und Michael Granato sind ein besonderer Fall von Dual Career. Beide sind als Forschungspreisträger der Humboldt-Stiftung zu Gast am European Molecular Biology Laboratory in Heidelberg. Hier forschen sie am gleichen Versuchstier, dem Zebrafisch. Weshalb sie sich dabei trotzdem nicht in die Quere kommen, zeigt ein Besuch im Labor.
Ist von Versuchstieren die Rede, denkt man sogleich an weiße Mäuse in sterilen Käfigen. Dabei stehen in vielen Laboratorien Aquarien, in denen sich Fische tummeln. Genau genommen sind es die etwa fünf Zentimeter langen, weißgestreift en Zebrafische, Danio rerio, die gerne als wissenschaftliche Modellorganismen gehalten werden. Denn diese kleinen, anspruchslosen Fische sind ihren Nagetier-Kollegen in mancher Hinsicht überlegen: Die Embryonen sind durchsichtig und entwickeln sich außerhalb des Muttertiers. So können Forscher zum Beispiel das Wachstum der inneren Organe oder Nerven einfach unter dem Mikroskop beobachten. Erstaunlich ist außerdem die Tatsache, dass sich die grundlegenden, entwicklungsbiologischen Prozesse der Fische teilweise auf den Menschen übertragen lassen: Die verantwortlichen Gene sind hier wie da fast dieselben.
Ein Mechanismus, der sowohl beim Zebrafisch als auch beim Menschen existiert, ist zum Beispiel das Zusammenzucken als Reaktion auf einen Schreck: Berührt uns jemand plötzlich von hinten, zucken wir zusammen. Werden wir aber durch ein Geräusch darauf vorbereitet, bleibt die Schreckreaktion aus - auch beim Fisch. Das Gehirn besitzt also die Fähigkeit, bestimmte Reize zu ignorieren. Dieser reflexartige Mechanismus kann durch Krankheiten beeinträchtigt sein. Menschen, die an Schizophrenie leiden, zucken zusammen, auch wenn sie durch ein Geräusch gewarnt wurden. Das Gehirn ordnet die sensorischen Reize nicht richtig zu. Die Behandlung von Schizophrenie mit Psychopharmaka lindert auch die sensomotorische Störung. "Die zugrunde liegenden, neuronalen Mechanismen sind jedoch noch weitgehend unverstanden", erklärt der Entwicklungsbiologe Michael Granato. Er untersucht, wie die Nerven wachsen und welche pharmakologischen Substanzen bei der Reizübertragung beteiligt sind. Erste Ergebnisse zeigen, dass beim Zebrafisch und bei Säugetieren teilweise die gleichen Botenstoffe für sensomotorische Reaktionen verantwortlich sind. Granato hofft nun, über die Erzeugung genetischer Mutanten die molekularen und zellulären Grundlagen dieses Mechanismus klären zu können. In Zukunft möchte er zur Entwicklung von Psychopharmaka und damit zu einer besseren Behandlung, beispielsweise von Schizophrenie-Patienten, beitragen.
Gleicher Fisch, andere Fragestellung
Wie Granato arbeitet auch seine Frau Mary Mullins an Zebrafischen. Zu Hause an der University of Pennsylvania leiten beide eine Arbeitsgruppe mit eigenem Labor und teilen sich die Zebrafischanlage. "Aber ich mache meine, und er macht seine Projekte", stellt Mullins lachend klar. Granato erforscht vor allem das Nervenwachstum während der Entwicklung eines Lebewesens. Mullins hingegen interessiert sich für ein anderes, früheres Stadium der Entwicklung: die Oogenese. Das ist die Entstehung und Reifung der Eizelle im Eierstock. Anders als beim männlichen Geschlecht, das ab der Pubertät permanent Spermien produziert, ist die Anzahl der weiblichen Eizellen bei Säugetieren und Menschen bereits kurz nach der Geburt festgelegt. Sie reifen dann bis zum Eintritt der Pubertät. Ab da verlässt jeden Monat eine Eizelle den Eierstock. Wie die Entwicklung und Reifung der Eizellen genau vor sich geht und welche Faktoren sie beeinflussen, erforscht Mullins. "Über diesen wichtigen Prozess ist bei Wirbeltieren sehr wenig bekannt", sagt die Biologin. Sie hat als Postdoc bei der Nobelpreisträgerin Christiane Nüsslein-Volhard in Tübingen gearbeitet - und dort auch ihren späteren Mann kennengelernt. Er hat in der gleichen Arbeitsgruppe geforscht.
Die Nervenbahnen einer fünf Tage alten Zebrafischlarve können mit Hilfe eines spezifischen Antikörpers sichtbar gemacht werden (Foto: Michael Granato). Klicken Sie hier für ein größeres Bild.  |
Die Oogenese ist bisher hauptsächlich an der Fruchtfliege, Drosophila melanogaster, untersucht worden. Mullins will herausfinden, inwieweit sich die Kenntnisse über diesen Entwicklungsschritt von der Fruchtfliege auf den Zebrafisch oder Wirbeltiere übertragen lassen. Die Eizellen des Zebrafisches sind sehr groß und so lässt sich ihre Entwicklung gut beobachten. Am European Molecular Biology Laboratory sind sowohl die Fruchtfliege, als auch der Zebrafisch als Modellorganismus gut etabliert, was der Zellbiologin ganz neue Untersuchungsmöglichkeiten eröffnete. "Ich habe auf diesem für mich neuen Gebiet hier in Heidelberg unglaublich viel gelernt", schwärmt Mullins. Obwohl sie an demselben Organismus forschen, gebe es inhaltlich so gut wie keine Überschneidungen, sagen Granato und Mullins. Das sei ihnen aber auch wichtig, um sich nicht gegenseitig in die Quere zu kommen. Die beiden Friedrich Wilhelm Bessel-Forschungspreisträger haben ein Sabbatical, also ein Jahr Auszeit genommen, um in Heidelberg zu arbeiten. "Das European Molecular Biology Laboratory ist eine einmalige und inspirierende Arbeitsumgebung", sagt Granato. Die Forschungsschwerpunkte und die internationale Ausrichtung des Instituts gaben den Ausschlag, hierher zu kommen. Und das amerikanische Forscherpaar freut sich, dass es mit offenen Armen empfangen wurde.
Als Forscherfamilie um die Welt
Der Auslandsaufenthalt in Deutschland war bei Weitem nicht der erste, den die beiden Entwicklungsbiologen - allein oder zu zweit, arbeitend oder urlaubend - unternommen haben. "Reisen ist - neben dem Großziehen unserer beiden Töchter - eines unserer liebsten Hobbys", erzählen sie. Auf zahlreichen Vortragsreisen machten sie die Beobachtung, dass es trotz der einheitlichen wissenschaftlichen Sprache doch auch Unterschiede im Umgang von Wissenschaftlern miteinander gibt: "In Japan kommen Kritiker nach dem Vortrag zu Dir und fragen höflich nach, wohingegen in Amerika Kritik oft unmittelbar und offen geäußert wird", meint Granato und fügt schmunzelnd hinzu: "Die Deutschen liegen beim Kritisieren irgendwo dazwischen und haben diese lustige Angewohnheit, nach dem Vortrag auf die Tische zu klopfen." Im Sommer 2007 nach zehn Monaten in Deutschland wieder zurück nach Philadelphia zu gehen, ist für die weltoffenen Wissenschaftler mit gemischten Gefühlen verbunden: Sie lieben ihren Job voll und ganz und würden ihn gegen keinen anderen tauschen. Aber mit all den Verpflichtungen eines Arbeitsgruppenleiters und Associate Professors bleibt kaum Zeit, selbst zu forschen. Deshalb sind die nächsten Sommerferien bereits verplant: Granato und Mullins wollen zumindest für sechs bis acht Wochen nach Heidelberg kommen. Um den Laborkittel wieder öfter anziehen zu können - aber auch um die Kontakte zu den Kollegen hier nicht abreißen zu lassen.
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