Ham Smith: Craig Venter würde Nobelpreis verdienen

Im zweiten Teil unseres Interviews (Teil I) mit Hamilton O. Smith sprachen wir über die Vergangenheit – Restriktionsenzyme, Entschlüsselung des Genoms – bis heute und das Arbeiten mit Craig Venter: Im Frühjahr 1993 lernten sich der Marketing versierte Craig Venter und Hamilton O. Smith, seines Zeichens schon damals Nobelpreisträger (Medizinnobelpreis 1978 gemeinsam mit Werner Arber und Daniel Nathans für die Entdeckung und Anwendung von Restriktionsenzymen), im spanischen Bilbao kennen. Zurück in den USA besuchte Smith Venters neues Institut in Gaithersburg. Venter bot ihm an Mitglied im wissenschaftlichen Beirat zu werden und Ham Smith nahm an. Seit 18 Jahren nunmehr treibt das ‘Wissenschaftspaar’ die Genomforschung voran.

1994 begannen sie schließlich mit einer ersten Zusammenarbeit um die Gene von Haemophilius influenzae mittels der sogenannten Schrotschuss-Methode nach Frederick Sanger zu sequenzieren. Hierbei wird nicht der ganze Strang nach und nach abgelesen, sondern die DNA in Stücke ‚zerschossen’. Die Stücke werden vermehrt, sequenziert und anschließend die gewonnene Information zusammengesetzt.

Wie bei allen Entschlüsselungsmethoden, spielen die Restriktionsenzyme, für die Ham Smith mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde, eine zentrale Rolle: Sie sind die molekularen Scheren, mit deren Hilfe DNA gezielt in Stücke geschnitten werden kann. Venter hatte die Schrotschuss-Methode durch den Einsatz von Bioinformatik 1994 beschleunigt und bereits ein Jahr später konnte das Team die Genomsequenz von Haemophilius influenzae in Science publizieren.

Nach weiteren Erfolgen nahm sich das Team auch das menschliche Genom mit der laufend fortentwickelten Methode vor. Venter und Smith zogen binnem Kurzem gleichauf mit dem internationalen Humangenomprojekt unter Führung von Francis Collins und im Jahr 2000 wurde die Entschlüsselung des menschlichen Genoms verkündet. Damals überschlugen sich die Berichterstattung und US-Präsident Bill Clinton lud zu einer eigenen Pressekonferenz im East Room des Weißen Hauses, zu der Venter selbstverständlich auch Ham Smith und weitere Forscher mitnahm.

Damals herrschte große Euphorie und die Erwartungen bezüglich der Folgen der Entschlüsselung des menschlichen Genoms waren immens – als unheilbar geltende Leiden sollten bald therapierbar sein, womöglich käme man auch hinter das Geheimnis des Alterns, individuelle Medizin sei greifbar nah. Elf Jahre später sind die Erwartungen deutlich eingedämmt. Denn beinahe jede neue Entdeckung führte zu weiteren Fragen und zeigte, wie komplex die Lebensprozesse in Zellen sind.

Nach der Entschlüsselung des Genoms starteten unzählige Projekte, mit denen die Zellbiologie aber auch das Entstehen von Krankheiten oder einzelne Organe besser verstanden werden sollten: das internationale HapMap Project, das Unterschiede verschiedener menschlicher Genome aufzeigt; die Enzyklopädie der DNA Bestandteile (The Encyclopedia of DNA elements, ENCODE), die zum Ziel hat, funktionelle Elemente des menschlichen Genoms zu identifizieren und damit neue Ziele für Medikamente zu identifizieren; Assoziationsstudien des Genoms (Genome Wide Association Studies, GWAS), die einen tieferliegenden Zusammenhang zwischen häufigen Erkrankungen und Genen aufzeigen sollten; oder der Krebs-Genom-Atlas (Cancer Genome Atlas), um nur einige Beispiele zu nennen.

Doch die großen Durchbrüche lassen bis heute auf sich warten. Aus Sicht von Hamilton O. Smith kein Wunder, er meint: „Wir müssen tausende Individuen sequenzieren und die genetische Information mit dem Phänotyp der Individuen verknüpfen. So wird individualisierte Medizin auf der Basis genetischer Informationen entstehen, aber dies dauert mindestens noch 20 Jahre.“

Im Interview mit Hamilton O. Smith, das ich gemeinsam mit Lucas Brouwers während der 61. Lindauer Nobelpreisträgertagung führen konnte, zeigt er sich optimistisch. 

Beatrice, Ham, Lucas

 Beatrice Lugger, Hamilton O. Smith, Lucas Brouwers

Elf Jahre nach der Entschlüsselung des menschlichen Genoms fehlen uns noch immer entscheidende Auswirkungen auf die moderne Medizin. Wie lange wird es noch dauern, bis wir eindeutig davon profitieren?

Sehr viele Jahre! Wir müssen beginnen die DNA jedes Menschen zu sequenzieren. Zudem brauchen wir gute Beschreibungen des Phänotyps jedes Einzelnen – Wie viele Krankheiten sie haben und welche. Wie schnell sie altern. Wann ihre ersten Haare ergrauen. Ob sie Diabetes entwickeln oder Krebs schon in jungen Jahren bekommen. Dann müssen wir diese Informationen zusammenführen. Dafür werden immense Rechenkapazitäten benötigt werden. Es ist der Versuch zu verstehen, inwieweit wichtige Genvariationen menschliche Gesundheit beeinflussen.

Gibt es solche Projekte bereits?

Einzelne Gruppen denken bereits darüber nach, wie sie an die Daten herankommen könnten, aber die Gensequenzierung muss noch günstiger werden. Ich schätze, dass in 50 Jahren jeder sein Genom kennt. Ein Arzt wird als erstes einen Blick auf ihr Genprofil werfen. Das hilft ihm, um zu wissen, welche Medikamente für sie die besten sind. Ich zum Beispiel nehme Betablocker. Die ersten waren ziemlich gut. Wäre das nicht der Fall gewesen, gäbe es diverse Varianten, die besser wirken könnten. Das hängt von der Leber ab, die Medikamente abbaut und sie in ihrer Wirkung abschwächt. Welche sie abbaut, ist genetisch bestimmt.

Wenn Sie auf Ihre Karriere zurückblicken, wofür würden Sie sich selbst eher den Nobelpreis geben. Für die Restriktionsenzyme oder etwas anderes?

Ich fühlte mich stets ein bisschen schuldig, den Nobelpreis für die Restriktionsenzyme bekommen zu haben, weil Matt Meselson (1) in Harvard die ersten Restriktionsenzyme, die Typ1-Enzyme, isoliert hatte. Ich hatte seine Publikation gelesen und eine Woche später machte ich die zufällige Entdeckung des Restriktionsenzyms in Hemophilus. Ich war davon ausgegangen, dass dies dem seinen ähnelte. Aber als ich es weiter untersuchte, wurde mir klar, dass es deutlich einfacher ist und spezifisch schneiden kann. Ein Glücksfall. Wie auch immer, nachdem ich den Preis verliehen bekam, schrieb ich ihm einen Brief. Es tat mir leid und ich dachte, er sollte den Preis mit uns geteilt haben. Er machte die innovative Entdeckung. Ich wäre nie darauf gekommen, nach ihnen (Anm. Restriktionsenzyme) zu suchen, wäre seine Arbeit nicht gewesen. Ich bin froh, dass ich den Preis bekam, aber ich hatte immer das Gefühl, dass Matt unfair außen vor geblieben ist.

Wie ist es mit Craig Venter zu arbeiten? Er wirkt in der Öffentlichkeit manchmal wie ein Marketingexperte.

Das ist ein falscher Eindruck. Er ist ein brillianter Wissenschaftler. Viele der Ideen in seinen Instituten sind seine. Die Metagenomik Bewegung ist etwas, das er angefangen hat. Er erfand die EST-Methode, die für die erweiterten Erläuterungen des menschlichen Genoms absolut notwendig ist. Ihm gelang e seine große Gruppe zu vereinen, um das menschliche Genom zu entschlüsseln. Sein Team entschlüsselte die ersten bakteriellen Gensequenzen. Er sollte hier (Anm. Lindauer Nobelpreisträgertreffen) sein.

Glauben Sie ihm wird der Nobelpreis verliehen werden?

Das kann ich nicht sagen, aber ich glaube, er verdient ihn. Die Genforschung ist heute zehn Jahre weiter, als sie es ohne sein Mitwirken wäre. Ich leite ein Team für synthetische Zellen, aber er nimmt die Schlüsselrolle ein, die uns antreibt. Und, er stellt mich nach wie vor in meinem hohen Alter an. Das ist auch wichtig. Er ist ein wunderbarer Kerl. Wenn er dich mag, ist er sehr großzügig. Wir kennen uns seit 1993 und es waren 18 Jahre einer wunderbaren Verbindung. 

Wie oft sprechen sie miteinander?

Permanent. Er nimmt den Spitzenplatz bei allem ein. Wenn wir feststecken, findet er eine Lösung. Und er kann Geld ausschütten! Er hat ein unheimliches Gespür für den richtigen nächsten Schritt. In seiner frühen Karriere war er ein ausgezeichneter Laborforscher. Aber dann erkannte er, er könne effektiver vorwärts kommen, wenn er an der Spitze eines großen Teams steht und für das notwendige Geld sorgt.  

Wir danken für das Gespräch. 

 


Teil I des Interviews: Ein Mann, der Gott spielt – Ham Smith über synthetische Biologie

 

Quelle 1: Meselson M., Yuan R. DNA restriction enzyme from E. coli. Nature, 217 (134):1110-4. 1968. [PubMed]

Beatrice Lugger

About Beatrice Lugger

Beatrice Lugger is a science journalist and science social media specialist with a background as a chemist. She is Deputy Scientific Director of the National Institute for Science Communication, NaWik – nawik.de – and a consultant for this blog. @BLugger is her twitter handle, Quantensprung her own blog.

View All Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *