Den Nobelpreisen auf der Spur

Der Lindauer Wissenspfad macht ab sofort die Lindauer Nobelpreisträgertagungen, deren Geschichte und vor allem das „Nobelwissen“ für Groß und Klein sicht- und (be-)greifbar. Auf den Spuren von Nobelpreisträgern und ihrer Forschung können alle Lindauerinnen und Lindauer, aber auch Gäste aus der ganzen Welt, auf Entdeckungstour durch Lindau gehen. An insgesamt 21 Wissenspylonen lernen sie dabei mehr über wissenschaftliche Alltagsphänomene. Vielleicht kommt dabei auch der eine oder andere Nobelpreisträger um die Ecke – in Lindau immerhin durchaus denkbar…

Die Leuchtturmstele am Lindauer Hafen. Picture/Credit: Lindau Nobel Laureate Meetings

Die Leuchtturmstele am Lindauer Hafen. Picture/Credit: Lindau Nobel Laureate Meetings

 

Der Lindau Spirit für Alle

Wissen sollte immer und überall frei zur Verfügung stehen. Das gehört zum Kernanliegen von Stiftung und Kuratorium der Lindauer Nobelpreisträgertagungen, zu ihrer Mission Education. Die Idee zum Bau des Lindauer Wissenspfades ist daraus entstanden. Die Stadt Lindau hat sie bei der Umsetzung unterstützt.
Schon seit über 65 Jahren kommen in Lindau einmal im Jahr Nobelpreisträger und junge Nachwuchswissenschaftler aus der ganzen Welt zusammen, um sich auszutauschen und voneinander zu lernen. Der Lindau Spirit, von dem die Teilnehmer dabei inspiriert werden, soll jetzt auf dem Lindauer Wissenspfad für jeden und vor allem das ganze Jahr über erlebbar sein.
Der Wissenspfad besteht aus insgesamt 21 Wissenspylonen, 15 davon können auf der Lindauer Insel entdeckt werden. Auf dem Lindauer Festland und auf der Insel Mainau stehen jeweils drei Stelen zur Erkundung bereit. Auf der Karte sind die einzelnen Standorte auf der Lindauer Insel zu sehen.

Die Karte zeigt die verschiedenen Standorte der Wissenspylone, die ab sofort in Lindau entdeckt werden können. Picture/Credit: Archimedes Exhibitions GmbH

Die Karte zeigt die verschiedenen Standorte der Wissenspylonen, die ab sofort in Lindau entdeckt werden können. Picture/Credit: Lindau Nobel Laureate Meetings

 

Für jeden etwas dabei – die Wissenspylonen

Auf den unterschiedlichen Pylonen lernen kleine und große Entdecker wissenschaftliche Begebenheiten aus den Bereichen der Nobelpreisdisziplinen kennen und verstehen: es gibt Physik-, Chemie-, und Medizinpylonen, aber auch eine Friedens- und eine Literaturstele. Zwei Wissenspylonen erklären Theorien aus den Wirtschaftswissenschaften, zwei weitere Stelen erläutern, wie die Lindauer Nobelpreisträgertagungen entstanden sind und was sich hinter dem Nobelpreis verbirgt. Man muss kein Naturwissenschafts-Experte sein, um die Erklärungen auf den Pylonen zu verstehen. Der Wissenspfad richtet sich an viele unterschiedliche Menschen; die Kinderspuren auf jedem Pylon bringen das ‚Nobelwissen‘ auch den jüngsten Forschern näher.

Natürlich bekommen die Nobelpreisträger auf dem Wissenspfad einen besonderen Platz: auf den Stelen wird nicht nur ihre Forschung sicht- und erlernbar gemacht, zukünftig werden sie an der zentralen Station auch besonders geehrt: Auf dem kleinen See wird es in Lindau bald einen Steg geben, der die Namen der Nobelpreisträger verzeichnet, die schon einmal in Lindau zu Gast waren. Und das sind schon mehr als 450 Laureaten!

 

Virtueller Wissenspfad: Mit der App auf Entdeckungstour

In Zukunft kann man den Nobelpreisträgern auf dem Wissenspfad auch virtuell begegnen. Die App macht das möglich: an sechs verschiedenen Standorten erklären virtuelle Nobelpreisträger, wofür sie den Nobelpreis bekommen haben. Sogar ein Selfie mit Preisträgern ist möglich!
Entlang des Wissenspfads können alle ‚Wissenspfadler‘ das Erlernte in der Rallye testen und über Quizfragen knobeln. Dafür muss man allerdings vor Ort sein. Damit möglichst viele Leute den Weg nach Lindau aufnehmen und den Wissenspfad auch in echt kennen lernen, werden die virtuellen Nobelpreisträger und die Quizfragen nämlich nur am Pylonenstandort freigeschaltet.

Mit der Lindauer Wissenspfad-App kann man in der Rallye z.B. Quizfragen beantworten. Picture/Credit: preto_perola/istockphoto.com, illustrations: eatmefeedme; editing: rh

Mit der Lindauer Wissenspfad-App kann man in der Rallye z.B. Quizfragen beantworten. Picture/Credit: preto_perola/istockphoto.com, illustrations: eatmefeedme; editing: rh

 

Der Wissenspfad auf dem Sofa oder im Klassenraum

Aber auch diejenigen, die nicht nach Lindau kommen (können), haben die Möglichkeit, einen Blick auf Lindau, die Nobelpreisträger und ihre Forschung zu werfen: sie können den Wissenspfad zuhause virtuell ablaufen und die Pylonen in der App abrufen. Das können sich auch Lehrer im Unterricht zu Nutze machen.
Der Wissenspfad lädt Schulklassen aber auch explizit ein, nach Lindau zu kommen und sich auf die Spur der Nobelpreise zu machen. Vor Ort kann man deshalb auch gemeinsam einen Preis gewinnen! Interessierte Lehrer können sich gerne mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau in Verbindung setzten und weitere Informationen und Materialien erhalten.

Schüler an einem Wissenspylon. Picture/Credit: Lindau Nobel Laureate Meetings

Schüler an einem Wissenspylon. Picture/Credit: Lindau Nobel Laureate Meetings

 

Ermöglicht wurde der Wissenspfad durch die Unterstützung der Stadt Lindau und der Prof. Otto Beisheim Stiftung.

Die Genies werden älter

Als Lawrence Bragg im Jahr 1915 den Nobelpreis für Physik erhielt, war er gerade mal 25 Jahre alt. Die preisgekrönte Arbeit – die Erforschung von Kristallstrukturen mittels Röntgenstrahlen – hatte er schon zwei Jahre zuvor im Alter von 23 Jahren durchgeführt. Damit bestätigt er eine bekannte Aussage von Albert Einstein:

Wer noch keinen großen Beitrag zur Wissenschaft geleistet hat bevor er 30 Jahre alt ist, wird das niemals tun.

Der große Physiker ist selbst ein weiteres Beispiel. Auch Einstein hat die spezielle Relativitätstheorie entwickelt, bevor er 30 Jahre alt war; ebenso wie die 1921 mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung zum photoelektrischen Effekt.

Werden die wissenschaftlichen Durchbrüche aber tatsächlich alle von jungen Forscherinnen und Forschern gemacht? Benjamin Jones und Bruce Weinberg vom National Bureau of Economic Research in Cambridge haben diese Frage untersucht (“Age dynamics in scientific creativity“, PNAS 108/47, 2011). Ihre Analyse basiert auf der Arbeit der Nobelpreisträger in den Kategorien Physik, Chemie und Medizin in der Zeit von 1901 bis 2008. Sie bestimmten das Alter, in dem die jeweiligen Wissenschaftler ihre preisgekrönten Arbeiten durchgeführt haben und fanden, dass Einsteins Aussage über die “jungen Genies” nicht ganz aus der Luft gegriffen ist. Allerdings nur für die Vergangenheit.

Das durchschnittliche Alter, in dem Physiker eine Entdeckung machten, die später mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde, liegt bei 37,2 Jahren. Bei den Chemikern sind es 40,2 Jahre und bei den Medizinern 39,9. Vergleicht man aber die ganz frühen Preisträger (die ihre Entdeckungen vor 1905 gemacht haben) mit den späteren (deren Forschung nach 1985 durchgeführt wurde), dann zeigen sich deutliche Unterschiede. In der Medizin liegt das Durchschnittsalter zum Zeitpunkt der großen Entdeckungen in der frühen Phase bei 37,6 Jahren und bei 45 Jahren in der späten Phase. In der Chemie ist der Unterschied mit 36,1 zu 46,3 Jahren noch ausgeprägter und die größten Unterschiede sieht man in der Physik, wo die Preisträger früher ihre Entdeckungen mit 36,9 Jahren machten, später aber im Durchschnitt 50,3 Jahre alt waren.

Seit der Jahrtausendwende machen die Entdeckungen von unter 40jährigen in der Physik nur noch 19 Prozent aus; früher waren es 60 Prozent. Unter den Chemikern wurden im 21. Jahrhundert sogar überhaupt keine Entdeckungen ausgezeichnet, die von unter 40jährigen Wissenschaftlern gemacht wurden (während es früher noch 66 Prozent waren).

 

Nobel Laureate Peter Doherty giving advice to young scientist Julia Nepper at the 65th Lindau Nobel Laureate Meeting.

Nobelpreisträger Peter Doherty mit Nachwuchswissenschaftlerin Julia Nepper bei der 65. Lindauer Nobelpreisträgertagung.

Über die Gründe für diese Altersverschiebung bei den wissenschaftlichen Durchbrüchen lässt sich derzeit nur spekulieren. Vermutlich liegt es daran, dass es heute einfach mehr zu lernen gibt als früher. In der Physik fand in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts durch die Entwicklung der Quantenmechanik eine Revolution statt, an der besonders viele junge Wissenschaftler (zum Beispiel Albert Einstein, Paul Dirac oder Werner Heisenberg) beteiligt waren. Junge Wissenschaftler, die vielleicht gerade deshalb einen Vorteil hatten, weil sich die Quantenmechanik so sehr von der zuvor gelehrten und erforschten klassischen Physik unterschied. Es spielte kaum eine Rolle, ob sie sich ausführlich mit der “alten” Wissenschaft beschäftigte oder nicht. Junge Wissenschaftler konnten direkt in die neue Physik einsteigen und auch ohne Vorwissen große Beiträge leisten.

Das Bild des brillanten jungen Wissenschaftlers, der bedeutende Entdeckungen macht, ist immer weniger aktuell,

fasst Bruce Weinberg die Ergebnisse zusammen. Im Durchschnitt bekommt man heute einen Nobelpreis für Forschung verliehen, die im Alter von etwa 48 Jahren durchgeführt worden ist.

All die jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die sich in den nächsten Tagen wieder in Lindau einfinden um dort mit den Nobelpreisträgern über ihre Forschung zu diskutieren, haben also noch genug Zeit. Wer es dennoch eilig hat, sollte sich auf theoretische Forschung verlegen. Denn, wie Jones und Weinberg ebenfalls herausgefunden haben: Theoretikern gelingen ihre großen Durchbrüche im Durchschnitt 4,4 Jahre vor den Experimentalwissenschaftlern.

Die erste chinesische Nobelpreisträgerin: Youyou Tu

Malaria ist eines der größten Gesundheitsprobleme in Entwicklungsländern, dort sterben täglich Tausende Kinder an dem gefährlichen Parasiten Plasmodium. Doch still und leise hat in den letzten 15 Jahren eine Revolution stattgefunden: Die Malaria-Sterblichkeit wurde um erstaunliche sechzig Prozent gesenkt, die Hälfte dieser Reduzierung entfällt auf moderne Therapien wie die ‘Artemisin-basierte Kombinationtherapie’, kurz ACT, die andere Hälfte auf verbesserte Präventionsmaßnahmen. Allein im Jahr 2013 wurden fast 400 Millionen Dosen Artemisin ausgeliefert. Doch wie dieser Wirkstoff gefunden wurde, gleicht einem Wissenschaftskrimi: Er ist ein Produkt des Vietnamkriegs.

Youyou Tu mit Prof. Lou Zhicen im Labor im Peking. Seit Jahrzehnten forscht sie an der dortigen China Academy of Chinese Medical Sciences, heute ist sie Forschungsleiterin. Photo: Xinhua

Youyou Tu mit Prof. Lou Zhicen in ihrem Labor im Peking in den 1950er Jahren. Seit Jahrzehnten forscht sie an der dortigen China Academy of Chinese Medical Sciences, heute ist sie Forschungsleiterin. Photo: Xinhua

Im Vietnamkrieg starben auf beiden Seiten mehr Soldaten an Malaria als an den Kampfhandlungen. Da Nordvietnam über keine nennenswerten Forschungskapazitäten verfügte, bat die dortige Regierung den Verbündeten China um Hilfe. Mao etablierte daraufhin das militärische Geheimprojekt ‘Projekt 523’ (benannt nach dem Gründungsdatum am 23. Mai 1967). Dieses Projekt war im Grunde ein Widerspruch in sich: Einerseits wurden während der sogenannten Kulturrevolution Intellektuelle häufig deportiert, eingesperrt und teilweise gefoltert. Auch der Ehemann der Pharmakologin Youyou Tu war Gefangener eines Arbeitslagers, als sie für das Projekt rekrutiert wurde. Andererseits brauchte das Regime dringend kompetente Forscher für sein Malariaprojekt, zumal die gängigen Parasiten zunehmend gegen das  Medikament Chloroquin resistent waren. Also wurden über 500 Wissenschaftler aus sechzig Forschungsinstituten für das Projekt 523 abkommandiert.

Foto von Youyou Tu aus der offiziellen Nobelpreis-Presseerklärung. Tu ist ihr Nachname, Youyou ihr Vorname. In China steht der Familienname an erster Stelle, deshalb wird sie in westlichen Ländern manchmal 'Tu Youyou' und manchmal 'Youyou Tu' genannt. Foto: Nobelprize.org

Foto von Youyou Tu aus der offiziellen Nobelpreis-Presseerklärung 2015. Tu ist ihr Nachname, Youyou ihr Vorname. In China steht der Familienname an erster Stelle, deshalb wird sie in westlichen Ländern manchmal ‘Tu Youyou’ und manchmal ‘Youyou Tu’ genannt. Foto: Nobelprize.org

Youyou Tu hatte Pharmazie in Peking studiert und 1955 abgeschlossen, außerdem eine Ausbildung in traditioneller chinesischer Medizin absolviert. Als sie sich 1969 dem Malariaprojekt anschloss, sollte sie zunächst einen Malariaausbruch in Südchina studieren. Da ihr Mann weiterhin im Arbeitslager war, musste sie ihre kleine Tochter in ein Kinderheim geben – als sie diese nach einigen Monaten abholen wollte, erkannte das Kind seine Mutter nicht mehr. In der Zwischenzeit hatte Youyou Tu jedoch viele kleine Kinder im Endstadium von Malaria sterben sehen, eine Erfahrung, die sie nie wieder vergessen sollte. „Meine Forschung hatte damals Priorität“, erinnerte sie sich später. „Mein Privatleben musste ich dafür opfern.“

Aber nicht nur chinesische Forscher tüftelten an neuen Malariamedikamenten, von Malaria waren schließlich auch die südvietnamesischen und amerikanischen Truppen betroffen. Es wird berichtet, dass westliche Forscher über mehrere Jahre insgesamt um die 240.000 Substanzen auf ihre Wirkung gegen Malaria getestet hatten, anfangs ohne Erfolg. In den 1970er Jahren wurde dann Mefloquin entdeckt, das unter dem Markennamen Lariam noch heute vertrieben wird. Das Team von Youyou Tu hatte die Aufgabe, mehrere tausend alte chinesische Handschriften nach Malariamitteln zu durchforsten. In einem ‘Handbuch für Notfall-Behandlungen’ des chinesischen Gelehrten Ge Hong aus dem Jahr 340 n.Chr. fand sie schließlich ein Malariamittel, das aus Einjährigem Beifuß, botanisch Artemisia annua, zubereitet wird.

Die Forscher experimentierten in der Folgezeit mit verschiedenen Artemisia-Extrakten, aber der Erfolg war durchwachsen: Manchmal konnten diese Mittel die Parasiten in Mäusen abtöten, manchmal nicht. Youyou Tu ließ sich jedoch nicht entmutigen, vielmehr nahm sie sich die alten Handschriften noch einmal vor und studierte die dort beschriebene Zubereitung ganz genau. Sie stellte fest, dass man den Wirkstoff Artemisinin durch eine kältere Methode gewinnen muss als in ihrem Labor üblich, große Hitze zerstört ihn. Also verwendete sie Ether als Lösungsmittel, das einen geringen Siedepunkt hat. Mit diesem neu gewonnen Wirkstoff konnte sie an Malaria erkrankte Mäuse und Affen erfolgreich behandeln. Um zu testen, ob die Anwendung beim Menschen unbedenklich ist, schluckte sie das Mittel sogar selbst. Anschließend konnten rund zwanzig Malariapatienten geheilt werden – der lang ersehnte Durchbruch!

Im Westen hätte diese Entdeckung Youyou Tu über Nacht zu einem Wissenschafts-Star gemacht. Ihrem Forscherteam war jedoch verboten worden, die Ergebnisse zu publizieren, immerhin handelte es sich um ein militärisches Geheimprojekt. Erst im Jahr 1979, drei Jahre nach Maos Tod, veröffentlichte die ‘Qinghaosu Antimalaria Coordinating Research Group’ einen englischen Artikel im ‘Chinese Medical Journal’, aber ohne einen einzigen Autorennamen; Qinghaosu ist der chinesische Ausdruck für Artemisia annua. Der erste internationale Artikel folgte 1982, allerdings wurde Tu nicht als Autorin genannt. Sie hatte jedoch die Ergebnisse bereits einer WHO-Besuchergruppe ein Jahr zuvor in Peking präsentiert (aus dem Cell-Artikel von Louis Miller).

Aus Einjährigem Beifuß, botanisch Aremisia annua, wird der Wirkstoff Artemisin gewonnen. Novartis und Sanofi-Aventis produzieren ihn mittlerweile zum Selbstkostenpreis. Seit 2014 stellt Sanofi halbsynthteisches Artemisinin her. Wie alle Malariamittel muss dieser Wirkstoff mit anderen kombiniert werden, um Resistenzen zu verhindern. Foto: Jorge Ferreira, PD

Aus Einjährigem Beifuß, botanisch Artemisia annua, wird der Wirkstoff Artemisinin gewonnen. Novartis und Sanofi-Aventis produzieren ihn mittlerweile zum Selbstkostenpreis. Seit 2014 stellt Sanofi halbsynthetisches Artemisinin her. Wie alle Malariamittel muss dieser Wirkstoff mit anderen kombiniert werden, um Resistenzen zu verhindern. Foto: Jorge Ferreira, PD

Mehr als 25 Jahre nach dieser Präsentation erkundigten sich die amerikanischen Malariaforscher Louis Miller und Xinzhuan Su, beide am ‘National Institute of Allergy and Infectious Diseases’ in Rockville, Maryland, auf einem Wissenschaftstreffen 2007 in Shanghai nach dem eigentlichen Entdecker von Artemisin – und bekamen zunächst keine Antwort. Erst gründliches Quellenstudium in offiziellen Akten, meist mit einem Geheim-Stempel versehen, führte sie auf die Spur von Youyou Tu. Sie war damals unter chinesischen Kollegen als ‘Professorin der drei Keine‘ bekannt: keine Mitgliedschaft in der prestigeträchtigen Chinesischen Akademie der Wissenschaften, kein Doktortitel, keine Forschungserfahrung außerhalb Chinas. Miller und Su veröffentlichten ihre Entdeckung 2011 im Journal Cell.

Ich fragte Louis Miller vor wenigen Tagen, warum er sich überhaupt auf die Spurensuche nach der Artemisin-Entdeckerin gemacht hatte, und bekam eine überraschende Antwort: “Mich hat schon immer die Entdeckung von Chinin durch die Peruanischen Ureinwohner fasziniert. Sie berichteten den spanischen Jesuiten davon, die wiederum Chinin als Malariamittel einsetzten. Dies war eine der ganz großen medizinischen Entdeckungen, die half, zahllose Leben zu retten. Aber diese Zusammenhänge sind heute weitgehend in Vergessenheit geraten, und ich wollte nicht, dass die Entdecker von Artemisin das gleiche Schicksal ereilt.”

Für die Entdeckung und Aufbereitung von Artemisin erhielt Youyou Tu 2011 den Lasker Award, die wichtigste amerikanische Auszeichnung für Medizinforschung, und schließlich den diesjährigen Medizinnobelpreis. Wenn aber eine Entdeckung erst Jahrzehnte später geehrt wird, erst recht wenn sie ursprünglich Teil eines Geheimprojekts war, gibt es immer Stimmen, die sagen, dass andere Forscher ebenfalls einen großen Anteil an der Entdeckung gehabt hätten – insbesondere, wenn man bedenkt, dass mehr als 500 Forscher an diesem Projekt beteiligt waren. Youyou Tu streitet dies nicht ab, sie sagte in einer Video-Botschaft anlässlich der Nobelpreisverkündung, dass die Entdeckung “die Leistung des ganzen Teams” war, und dass der Nobelpreis deshalb an “das gesamte Team, sowie an die traditionelle chinesische Medizin insgesamt” vergeben wurde.


Die chinesischen Kritiker sprechen ihr eine entscheidende Rolle in der Entdeckung gar nicht ab, sondern verweisen vielmehr auf andere Forscher und deren Leistungen, zum Beispiel auf Li Guoqiao, der Leiter der Klinischen Studien an der Universität für Chinesische Medizin in Guangzhou, oder Luo Zeyuan vom Institut für Pharmakologie in Yunnan, dessen Teams die reinsten Artemisin-Kristalle in großer Menge herstellen konnte, die anschließend für Klinische Studien benutzt wurden, sowie viele weitere. Doch wie Xinzhuan Su die Ergebnisse seiner Recherche zusammen mit Miller beschreibt: “Wir konnten eine ganz klare Linie feststellen, die ihre Arbeit von den Anfängen bis zum Schluss verbindet.” Vor allem hatte sie nicht aufgegeben, als erste Ergebnisse wenig vielsprechend waren. Und ihre Beharrlichkeit hat sich ausgezahlt: Seit den frühen 1970er Jahren hat die Artemisin-Therapie Millionen Menschen das Leben gerettet.

Mit Youyou Tu wurde erstmals ein Nobelpreis vergeben, der sich auf wissenschaftliche Leistungen innerhalb Chinas bezieht, und zum ersten Mal bekommt eine chinesische Frau diesen Preis. Am Montag hielt sie ihren Nobelpreisvortrag in Stockholm mit dem Titel “Die Entdeckung von Artemisin – ein Geschenk der traditionellen chinesischen Medizin an die Welt”, heute bekommt sie den Medizinnobelpreis 2015 in einem Festakt verliehen.

Lise Meitner – Berühmt ohne Nobelpreis

Wenn man nach einer Persönlichkeit fragt, von der alle annehmen, sie müsste den Nobelpreis erhalten haben, aber diesen doch nie bekam, fällt mit Sicherheit ihr Name: Lise Meitner. Die Atomphysikerin österreichischer Herkunft ist eine der wenigen Wissenschaftlerinnen, die es ins Gedächtnis der Allgemeinheit geschafft haben. Nicht umsonst wird sie die „deutsche Marie Curie“ genannt – deutsch auch, weil sie selbst nie einen Zweifel daran gelassen hat, dass ihre wissenschaftliche Karriere in Berlin stattfand und sie die besten Forscherinnen-Jahre dort verbrachte.

 

Siebte Solvay-Konferenz in Brüssel, Oktober1933, Irène Joliot-Curie und Marie Curie sitzen links in der vorderen Reihe, Lise Meitner sitzt rechts vorne, Foto: Gemeinfrei

Siebte Solvay-Konferenz in Brüssel, Oktober1933, Irène Joliot-Curie und Marie Curie sitzen links in der vorderen Reihe, Lise Meitner rechts vorne, Foto: Gemeinfrei

Umso tragischer, dass das nationalsozialistische Deutschland Meitner nicht nur um ihre wissenschaftliche und private Heimat brachte – sie musste als Jüdin nach Stockholm emigrieren – sondern auch um die höchste naturwissenschaftliche Ehrung. Mit großer Wahrscheinlichkeit wäre ihr der Nobelpreis zugesprochen worden, wenn sie hätte bleiben können. Sie war es, die die alte Arbeitsgruppe mit Otto Hahn wieder aufleben ließ, erweitert um Fritz Straßmann. Meitner war zunächst vor Ort in Berlin an den Experimenten beteiligt, diskutierte den Fortgang der Arbeit dann aus dem Exil per Post mit Otto Hahn und regte auch neue Versuchsreihen an. Hahn und Straßmann entdeckten infolgedessen die Kernspaltung, während Meitner im Exil in Schweden festsaß.

Lise Meitner war 1917 in Berlin am Kaiser-Wilhelm-Institut mit dem Aufbau der Physikalischen Abteilung betraut worden und leitete diese 21 Jahre lang. Sie ging als Professorin und geachtete Institutsleiterin und landete als Niemand in Stockholm. Ihr dortiger Chef stellte ihr keinerlei Mitarbeiter oder Mittel zur Verfügung und sie bereute bitterlich, die Flucht nicht besser geplant zu haben und nun mit leeren Händen dazustehen. Tatsächlich hatte sie, als sich die Gelegenheit bot, nur eine Handtasche mit den nötigsten Dingen dabei und keine zwei Stunden, um Abschied zu nehmen. Otto Hahn war maßgeblich an den Fluchtvorbereitungen beteiligt und berichtete ihr regelmäßig per Post über den Fortgang des gemeinsamen Projekts. Lise Meitner reagierte prompt, zusammen mit ihrem Neffen Otto Robert Frisch, ebenfalls Physiker: Noch konnte sie das Gefühl haben, Teil des Teams zu sein.

Meitner und Frisch lieferten damals die physikalische Erklärung des radiochemischen Prozesses, den Hahn und Straßmann entdeckten, und benutzten dafür den Begriff Kernspaltung. Tatsächlich befürchtete Meitner schon zu dieser Zeit, dass ihr Chef in Schweden sie vollkommen unterschätzen würde, und leider wollte es das Schicksal so, dass ausgerechnet jener auch die Beurteilung ihres Anteils an der nobelpreiswürdigen Entdeckung zu verfassen hatte. In einer Biographie über Meitner heißt es, dass die geringe Zahl aktueller Publikationen gegen sie gesprochen hätte. Aus heutiger Sicht eigentlich unfassbar, wenn es denn so vorgetragen wurde – denn einem Menschen, der gerade geflohen ist und mittellos an einem neuen Ort mit fremder Sprache angekommen ist, anzukreiden, dass die Forschung nicht vorangeht, zeugt zumindest nicht von Verständnis der Lage.

 

Lise Meitner im Gespräch mit dem amerikanischen Physiker Isidor Rabi auf der Lindauer Nobelpreisträgertagung für Physik im Jahr 1962, Foto: LNLM

Lise Meitner im Gespräch mit dem amerikanischen Physiker Isidor Rabi auf der Lindauer Nobelpreisträgertagung für Physik im Jahr 1962, Foto: Archiv Stuhler

Tatsache ist: Es war eine Fehlentscheidung. Das sieht nicht nur die Öffentlichkeit so, das ist in Fachkreisen unumstritten – Lise Meitner konnte 47 Nominierungen für den Nobelpreis für sich verbuchen, weit mehr als Otto Hahn. Auch Gustav Källstrand, Kurator des Nobel Museums und Experte für die Geschichte des Nobelpreises, sagte auf Anfrage: „Both Hahn and Meitner were nominated for the prize, and many consider it to be an omission that she did not recieve it. Historians who have looked in the archives have determined that the committee member who evaluated Meitners candidacy made a mistake and underestimated her influence in the discovery.“

Im Alter scheint die langjährige Verbundenheit aus der Zeit des gemeinsamen Forschens überwogen zu haben: Lise Meitner und Otto Hahn 1962 in Lindau; mit im Bild: Werner Heisenberg und Max Born

Im Alter scheint die langjährige Verbundenheit aus der Zeit des gemeinsamen Forschens überwogen zu haben: Lise Meitner und Otto Hahn 1962 in Lindau. Mit im Bild: Werner Heisenberg und Max Born, Foto: Archiv Stuhler

Was für Lise Meitner persönlich schwerer gewogen haben mag, ist, dass sich Otto Hahn nach dem Erhalt des Nobelpreises in keiner Weise veranlasst sah, bei öffentlichen Äußerungen auf ihren Anteil am Erfolg hinzuweisen und klarzustellen, wie die Verhältnisse eigentlich waren. Das erscheint umso unverständlicher, wenn man sich in den Briefwechsel einliest und die Zeit nachvollzieht, in der Otto Hahn schon mal eine Einladung ablehnte, die Lise Meitner nicht berücksichtigte – da sie Jüdin war – mit dem deutlichen Hinweis, dass er sich nicht mit fremden Lorbeeren schmücken möge und alleine nicht zur Verfügung stünde.

“Das Leben muss nicht leicht sein, wenn es nur inhaltsreich ist. Und dieser Wunsch ging in Erfüllung.” (Zitat Lise Meitner)

Die Vergangenheit lässt sich nicht mehr umschreiben – unter Umständen konnte Otto Hahn Lise Meitners Kritik an den „Da-Gebliebenen“ nicht verkraften. Lise Meitner ließ den Kontakt zu Otto Hahn nie abbrechen, verriet aber auch ihre Haltung nicht. Etwas pathetisch könnte man sagen, dass sie zwar um den Nobelpreis gebracht wurde, aber dass das ihrem Nachruhm nicht geschadet hat. Vielleicht sogar im Gegenteil: Sie kann als Vorbild einer noblen Wissenschaftlerin dienen, der es nur um die Forschung ging, die aber dabei – wie auf ihrem Grabstein steht – „niemals ihre Menschlichkeit verlor“.

 

Impfung gegen Gebärmutterhalskrebs auch für Jungen?

Nobelpreisträger Harald zur Hausen während einer Diskussionsveranstaltung mit Nachwuchsforschern im Rahmen der Lindauer Nobelpreisträgertagung 2015. Foto: Rolf Schultes

Nobelpreisträger Harald zur Hausen während einer Diskussionsveranstaltung mit Nachwuchsforschern im Rahmen der Lindauer Nobelpreisträgertagung 2015. Foto: Rolf Schultes

Humane Papillomviren, kurz HPV, sind für die häufigsten sexuell übertragbaren Infektionen verantwortlich. Sie verursachen nicht nur Genitalwarzen, sondern auch ca. 70 Prozent aller Fälle von Gebärmutterhalskrebs. Der Mediziner Harald zur Hausen konnte als erster den Zusammenhang zwischen HP-Viren und Krebs nachweisen, wofür er im Jahr 2008 den Medizinnobelpreis erhielt. Seit 2007 wird die Impfung junger Mädchen gegen diese Viren in vielen Industrieländern empfohlen, mittlerweile wurden weit mehr als 100 Millionen Dosen verabreicht. Die Mädchen sollen möglichst vor ihren ersten sexuellen Erfahrungen geimpft werden.

Aktuell gibt es drei zugelassene Impfstoffe, alle sind gegen die beiden gefährlichsten HPV-Stämme wirksam. „Cevarix“ von GlaxoSmithKline wirkt nur gegen diese beiden, „Gardasil“ von Sanofi Pasteur MSD zusätzlich gegen zwei Stämme, die bei Frauen und Männern Genitalwarzen hervorrufen. Nur Gardasil ist bislang für Jungen und Männer zugelassen. Im Juni 2015 hat die Europäische Zulassungsbehöre EMA das neue „Gardasil 9“ genehmigt, das insgesamt gegen neun verschiedene Virenstämme wirksam ist.

In einem Interview für die britische Kampagne „HPV Action“ warb Harald zur Hausen diesen Sommer nicht nur für hohe Impfraten bei Mädchen, sondern riet dringend auch zur Impfung aller Jungen, weil „Jungen nun mal die Hauptüberträger der Viren“ seien. Eine Impfempfehlung für Jungen gibt es bereits in Österreich und der Schweiz, in den USA, in Australien, Israel und Teilen Kanadas. In Großbritannien plant der National Health Service NHS 2016 ein Pilotprojekt. Das Ziel dieser Empfehlungen ist die komplette Ausrottung der gefährlichsten Virenstämme.

Zur Hausen gab auch zu bedenken, dass die meisten jungen Männer mehr Sexualpartner/innen hätten als Mädchen der gleichen Altersstufe, weshalb sie einem höheren Risiko ausgesetzt sind, sich mit HPV anzustecken und wiederum andere zu infizieren. Männer leiden zudem häufiger unter anderen Krankheiten, die durch solche Viren ausgelöst werden, wie zum Beispiel Anal- oder Peniskrebs, sowie Hals- und Mundkrebs. Zwar handelt es sich hier um relativ seltene Krebsarten, doch vor allem die Häufigkeit von Oraltumoren steigt; Rauchen ist hier ein weiterer Risikofaktor. Da Männer, die Sex mit Männern haben, häufiger unter Anal- und Peniskarzinomen leiden, wäre für sie eine HPV-Impfung sinnvoll, Großbritannien empfiehlt sie bereits für diese Gruppe.

Eine Ampulle mit dem Gardasil-Impfstoff. Die

Eine Ampulle mit dem Gardasil-Impfstoff. Die “Gavi Allicance” ermöglicht eine kostengünstige Ausgabe in Entwicklungsländern, wo die HPV-Impfung am dringensten benötigt wird. Foto: Jan Christian, www.ambrotosphotography.com, CCL 2.0

Ein Problem ist hier jedoch, dass die meisten jungen Menschen erst nach ihren ersten sexuellen Erfahrungen wissen, ob sie homosexuell sind. Doch dann kommt eine Impfung womöglich zu spät, weil sie sich bereits mit HP-Viren infiziert haben. Dass Jungen in Großbritannien bislang von der entsprechenden Impfung ausgeschlossen sind, bezeichnen manche britische Ärzte sogar als „Diskriminierung aufgrund einer sexuellen Orientierung“: Schwule Jungen könnten nicht von der sogenannten „Herdenimmunität“ profitieren, die durch eine hohe Impfrate bei Mädchen angestrebt wird.

Sollen also alle jungen Menschen gegen HPV geimpft werden? Betrachten wir einmal die häufigste durch HPV ausgelöste Krankheit: Das Zervixkarzinom ist unbestritten eine tödliche Bedrohung, im Jahr 2012 gab es weltweit über eine halbe Million neuer Fälle, ungefähr eine Viertelmillion Patientinnen starben an dieser Krankheit. Über 85 Prozent dieser Fälle traten jedoch in Entwicklungsländern auf, wo Frauen weder Zugang zu Vorsorgeuntersuchungen, noch zu einer Behandlung von Krebsvorstufen haben – geschweige denn zu einer teuren HPV-Impfung. Zum Vergleich: In Deutschland erkrankten 2011 insgesamt 4.647 Frauen an dieser Krebsart, 1.626 starben in diesem Zeitraum daran. In den Industrieländern können viele Todesfälle durch jährliche Vorsorgeuntersuchungen mit den sogenannten Pap-Tests vermieden werden: Krebsvorstufen werden damit entdeckt und behandelt, bevor Krebs entstehen kann. Sogar geimpften Frauen wird dringend geraten, weiter zur jährlichen Krebsvorsorge zu gehen.

Wenn eine Impfung die einzige Behandlung einer schweren Erkrankung ist, und die Erreger sehr häufig sind, dann sind große Impfkampagnen in der Tat der einzig logische Schritt. Wenn jedoch eine Krankheit vermeid- und behandelbar ist, wird die Sicherheit des Impfstoffs stärker unter die Lupe genommen. Die meisten Experten und Zulassungsbehörden halten die HPV-Impfstoffe für sehr sicher. Es gibt jedoch aus vielen Ländern Berichte über sehr seltene, aber schwere Nebenwirkungen: Häufig ist das zentrale Nervensystem betroffen, die Gefahr einer Ohnmacht bei Verabreichung steht sogar auf der Gardasil-Website. Es wird jedoch auch von Müdigkeitssyndromen, Lähmungen und Autoimmunreaktionen berichtet. Ein direkter Zusammenhang zwischen der HPV-Impfung und der Erkrankung konnte in der Regel nicht nachgewiesen werden. Trotzdem hat Japan wegen solcher Fälle die Impfempfehlung 2013 ausgesetzt.

In diesem Frühjahr gab es in Dänemark eine hitzige Debatte über HPV-Impfungen nach einem Fernsehbericht, in dem junge Frauen gezeigt wurden, die unter unerklärlichen, aber ähnlichen Symptomen litten. Allen gemeinsam war eine kürzlich erfolgte HPV-Impfung. Nach der Ausstrahlung meldeten sich zahlreiche weitere, frisch-geimpfte Frauen mit ähnlichen Symptomen. Die dänische Gesundheitsbehörde veröffentlichte daraufhin alle gemeldeten Fälle und bat die Zulassungsbehörde EMA, die Sicherheit der Impfstoffe noch einmal zu überprüfen. Die Antwort fiel erwartungsgemäß aus: „Ein Zusammenhang zwischen dem Müdigkeitssyndrom und Gardasil kann weder bestätigt noch widerlegt werden. (…) Wir gehen weiterhin davon aus, dass der Impfstoff sicher ist.“ Die europäischen Experten schließen damit, dass „die Vorteile größer sind als die Risiken“.

In seinem Vortrag in Lindau mit dem Thema

In seinem Vortrag in Lindau zu dem Thema “Infections Linked to Human Cancers” diskutiert Harald zur Hausen mögliche Zusammenhänge zwischen Rinderviren und Darmkrebs beim Menschen. Foto: Ch. Flemming/LNLM

Harald zur Hausen ist zu verdanken, dass bestimmte Krebsarten heute auf Viren zurückgeführt werden können. In seinem Labor am Deutschen Krebsforschungszentrum DKFZ in Heidelberg forscht der Nobelpreisträger weiterhin unermüdlich, um zum Beispiel einen Zusammenhang zwischen Rinderviren und Darmkrebs zu finden, obwohl er nächstes Frühjahr seinen 80. Geburtstag feiern wird. Seine Arbeit hat auch ganz neue Ansätze in der Krebstherapie ermöglicht, wie das therapeutische Impfen bei bereits ausgebrochenen Krebserkrankungen. Bereits sechs Mal konnten wir Prof. zur Hausen auf den Nobelpreisträgertagungen in Lindau begrüßen, er hielt dort insgesamt vier Vorträge. Wir freuen uns auf weitere interessante Vorträge über seine wissenschaftlichen Entdeckungen!

Würmer kitzeln leicht gemacht

Manchmal bekommt man, was man will, sogar in der Wissenschaft. Doch alles hat seinen Preis. Martin Chalfie wollte unveröffentlichte Ergebnisse seiner Ehefrau Tulle Hazelrigg für eine Publikation in Science verwenden, höflich fragte er sie um Erlaubnis. Die humorige Antwort kam schriftlich: Ja, er dürfe ihre Ergebnisse verwenden, aber es gäbe da drei Bedingungen: „Zwei Monate lang jeden Samstagmorgen Kaffeekochen, und zwar vor 8:30 Uhr; einen Monat jeden Abend den Müll hinunter tragen; sowie die Zubereitung eines französischen Dinners.“ Chalfie zeigte diesen Brief in seinem Nobelpreis-Vortrag (Folie Nr. 17).

Zwar wissen wir nicht, wie gewissenhaft Chalfie diese Bedingungen erfüllt hat, sicher ist jedoch, dass er die Ergebnisse seiner Frau, die wie er eine Professur an der Columbia University hat, für seinen Artikel verwenden durfte. Dieser erschien im Jahr 1994 unter dem Titel „Green fluorescent protein as a marker for gene expression” und gehört zu den zwanzig meistzitierten Texten in den Fächern Molekularbiologie und Genetik. 14 Jahre später bekam Martin Chalfie den Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung und Entwicklung der grün fluoreszierenden Proteine, kurz GFP, zusammen mit Osamu Shimomura und Robert Y. Tsien. Heute werden GFP großflächig als Reportergene eingesetzt, sie zeigen Wissenschaftlern also an, ob eine bestimmte Genexpression stattgefunden hat, Verwendung finden sie auch als Biosensoren und Biomarker. Sie haben zudem die hochauflösende Mikroskopie revolutioniert.

Martin Chalfie (rechts) mit Volker Steger, dem Fotograf der Ausstellung

Martin Chalfie (rechts) mit Volker Steger, dem Fotograf der Ausstellung “Sketches of Science”, vor dem Portrait von Chalfie im Jahr 2013. Foto: Ch. Flemming/LNLM

Es ist inspirierend, Martin Chalfie zuzuhören, weil er von seiner eigenen Forschung begeistert ist, auch wieder bei der Nobelpreisträgertagung 2015 in Lindau. Er sprach zwar über seinen Lieblings-Modellorganismus, den Fadenwurm C. elegans, aber nicht in Zusammenhang mit GFP. In den vergangenen Jahren haben sich Chalfie und sein Team den Tastsinn des Würmchens vorgenommen. Sie haben zunächst Würmer untersucht, deren Tastsinn mutiert ist. So fanden sie mit der Zeit über 500 mögliche Mutationen an den 17 Genen, die zusammen die sechs unterschiedlichen Neuronen bilden, die wiederum den Tastsinn von C. elegans ausmachen.

Schmunzelnd fährt Chalfie fort: „Sie fragen sich jetzt bestimmt, mit welch hochentwickeltem Instrument man den Tastsinn bei Würmern untersucht, die nur einen Millimeter lang sind.“ Tja, dieses Instrument ist ein gewöhnlicher Zahnstocher, an dessen Spitze ein Augenbrauenhaar klebt. Diese Haare eignen sich besonders gut, weil sie meist ungeschnitten sind und sich deshalb gleichmäßig verjüngen. Man könnte auch eine menschliche Wimper benutzen, aber das Ausreißen von Wimpern ist laut Chalfie meist zu schmerzhaft (für den Menschen, nicht den Wurm). Chalfies Team fand heraus, dass fünf dieser 17 Gene für die Entwicklung der Neuronen zuständig sind, zwölf kümmern sich um das einwandfreie Funktionieren dieser Zellen.

Ein Beispiel: Die beiden Gene MEC-4 und MEC-10 bilden zusammen den Membrankanal, der sich öffnet, wenn die Zelle berührt wird – so funktioniert der Tastsinn auf molekularer Ebene. Der mechanische Stimulus der Berührung wird an diesem Kanal also in elektrochemische Aktivität umgewandelt, und in dieser Form kann ein funktionierendes Nervensystem die Information „Berührung“ weiterleiten.

Martin Chalfie mit Nachwuchsforschern bei einer Abendveranstaltung auf dem 65. Lindauer Nobelpreisträgertreffen 2015. Foto: Ch. Flemming/LNLM

Martin Chalfie mit Nachwuchsforschern bei einer Abendveranstaltung auf der 65. Lindauer Nobelpreisträgertagung 2015. Foto: Ch. Flemming/LNLM

Ein echter Forscher ruht sich ungern auf seinen Erkenntnissen aus. Zu erforschen, wie der Tastsinn entsteht und funktioniert, ist das eine. Aber jeder weiß, dass man Sinne auch verändern kann. „Wenn Sie von einem dunklen in einen hellen Raum gehen, passen sich Ihre Augen an“, erklärte Chalfie in Lindau. Als nächstes überraschte er die Zuhörer mit folgender Aussage: „Sie alle spüren aktuell Ihre Kleidung nicht, bis ich das Wort Kleidung sage, weil sie daran gewöhnt sind. Aber sobald ich das Zauberwort sage, werden Sie anfangen, in Ihrer Kleidung zu zappeln, werden diese spüren – und erleichtert sein, dass Sie etwas anhaben.“ Die Zuhörer lachen. „Das nennt man die Umkehr des Gewöhnungseffekts.“ Und ich muss sagen, dass ich noch nie so viele Menschen in einem Raum gesehen habe, die angestrengt versuchten, nicht zu zappeln.

Aber wie funktioniert diese Veränderung der Sinne auf molekularer Ebene? Martin Chalfie hatte eine „brillante Idee“, er wollte Würmer mit Mutationen finden, die diese hochsensibel für mechanische Reize machen. Also kaufte er Autolautsprecher und setzte die Petrischalen einer leichten Vibration aus: Er wollte so die Wahrnehmungsschwelle der Würmchen finden. „Das hat überhaupt nicht funktioniert!“, gibt er lachend zu. Nun standen die ganzen Lautsprecher im Labor herum. Ein Doktorand, Xiaoyin Chen, hatte eine andere Idee. Er beschallte die Petrischalen über Stunden mit lauten Bässen. (Achtung, das macht Sie bei Ihren Kollegen unbeliebt!) Zunächst gewöhnten sich die Tierchen an den Lärm, nach einer Weile wurden Sie jedoch wieder empfindlicher, allerdings nur vorne am Körper.

Ein ausgewachsener Fadenwurm C. elegans mit einem grün fluoreszierenden Protein in seinen Genen. Das ausgewachsene Tier hat ungefähr 1 Millimeter Länge. Foto: Dan Dickinson, Goldstein lab, UNC Chapel Hill, Creative Commons License 3.0

Ein ausgewachsener Fadenwurm C. elegans mit einem grün fluoreszierenden Protein in seinen Körperzellen. Das ausgewachsene Tier hat ungefähr 1 Millimeter Länge. Foto: Dan Dickinson, Goldstein lab, UNC Chapel Hill, Creative Commons License 3.0

Wenn man per Hand an eine Petrischale klopft, kriechen gesunde Würmchen rückwärts, wenn allerdings die vordere Sensitivität reduziert ist, kriechen sie nach vorne. Da es kaum wahrscheinlich ist, dass C. elegans in freier Wildbahn stundenlang mit Autolautsprechern traktiert werden, muss man sich fragen: Warum zeigt ihre Reaktion ein so kompliziertes Muster? Nach einigem Nachdenken kamen die Forscher darauf, dass das einzige rhythmische Beben in der Natur, das die Würmer stundenlang fühlen, ausgiebige Regenfälle sind. „Der wichtigste natürliche Feind der Würmer ist nun ein Pilz, der sie mit einer Art Lasso einfängt und festhält. Nach einem Regen heißt die Devise also: Seid extrem wachsam und kriecht bitteschön rückwärts!“, erklärt Chalfie. Chen hat darüber hinaus die molekularen Mechanismen der Gewöhnung entschlüsselt, und siehe da: verschiedene Insuline spielen hier eine entscheidende Rolle.

Chalfie fasst diese Ergebnisse zusammen: „Wir dachten, dass wir das Nervensystem ziemlich gut kennen. Und plötzlich stellten wir fest, dass es durch diese verschiedenen hormonellen Systeme reguliert wird. Ich nenne es das Schatten-Nervensystem.“ Chalfie ist offensichtlich von seinem Forschungsgegenstand fasziniert, geradezu elektrisiert, ebenso von den vielen offen Fragen: „Was ist dieses Schatten-Nervensystem genau? Wie funktioniert das Zusammenspiel mit dem bekannten Nervensystem, also mit den Neuronen, Synapsen und so weiter? Und gibt es noch weitere Veränderungs-Mechanismen?“ Ferner treibt ihn die Frage um: „Wie wird Gewöhnung erreicht und plötzlich wieder aufgehoben? Erinnern Sie sich, wie ich ‘Kleidung’ sagte – wie Sie sofort wussten, dass sie Kleidung tragen?“ Eine Gewöhnung kann also blitzschnell aufgehoben werden. Das bringt uns schließlich zur wichtigsten Frage: „Wie genau funktioniert der Tastsinn beim Menschen?“

Am Ende seines Vortrags deutet Chalfie eine denkbare praktische Anwendung seiner aktuellen Forschung an. Er erklärt, dass die allerersten Symptome einer Typ-II Diabetes-Erkrankung häufig Taubheitsgefühle in Fingern und Zehen sind, und diese sogenannte diabetische Neuropathie ist wiederum weltweit die häufigste Ursache für Amputationen. Die Erkenntnis, dass Insuline eine entscheidende Rolle für einen funktionierenden Tastsinn spielen, könnte die Behandlung dieser Patienten in Zukunft revolutionieren.

Martin Chalfie ist ein regelmäßiger und gern gesehener Besucher in Lindau. Er nahm schon an fünf Nobelpreisträgertagungen teil und hielt jeweils einen Vortrag. Lesen Sie auch seinen Essay für das 65. Meeting 2015 über “Multidisziplinarität”. Hier geht es zu seinem virtuellen “Nobel Lab 360°”.