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Posted on 19 March 2021 by Daniela Thiel

Von einem Glas Wein in Lindau zur wissenschaftlichen Publikation

Über das Thema DNA-Sequenzierung kamen Lara Urban und Michael Feichtinger 2018 in Lindau ins Gespräch. Photo/Credit: jxfzsy/iStock

Die sogenannten „social events“, bei denen man Gelegenheit hat, die anderen Teilnehmerinnen und Teilnehmer persönlich kennenzulernen, gehören genauso zu den Lindauer Nobelpreisträgertagungen wie das wissenschaftliche Programm. Manchmal entwickelt sich aus diesen Gesprächen sogar ein gemeinsames Projekt. So wie bei Lara Urban und Michael Feichtinger, die 2018 über einem Glas Wein am Abend des Eröffnungstages der 68. Lindauer Nobelpreisträgertagung ins Gespräch kamen und Berührungspunkte entdeckten. Die Genetikerin aus Deutschland, die in Cambridge ihren Doktortitel erworben hat, forscht seit Anfang 2020 als Stipendiatin der Alexander von Humboldt-Stiftung in Neuseeland im Bereich Umweltschutz und nutzt dafür eine innovative DNA-Sequenziermethode. Dieses Verfahren erkannte Michael als vielversprechend für seinen Tätigkeitsschwerpunkt. Er beschäftigt sich mit allen Themen rund um den Kinderwunsch und vermutete in dem von Lara verwendeten Gerät eine Einsatzmöglichkeit für die Gynäkologie. Nun erschien ihre gemeinsame wissenschaftliche Publikation zu diesem Thema. Wir konnten mit Lara über das Projekt sprechen.

Wie habt ihr beiden festgestellt, dass es inhaltliche Anknüpfungspunkte hinsichtlich eurer Arbeit gibt?

Lara (2.v.l.) mit Nobelpreisträger J. Michael Bishop (Physiologie oder Medizin 1989) und anderen Teilnehmerinnen 2018

Das Schöne an den Tagungen in Lindau ist, dass alle Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler miteinander ins Gespräch kommen können, völlig unabhängig von der fachlichen Ausrichtung. Ich habe damals im Rahmen meiner Doktorarbeit mit einem kleinen tragbaren DNA-Sequenzierer, dem MinION, potentiell pathogene Bakterien in unserem lokalen Fluss in Cambridge untersucht. Über die Arbeit mit diesem Sequenzierer habe ich mich während der Nobelpreisträgertagung mit Michael Feichtinger unterhalten. Michael arbeitet als Gynäkologe am Wunschbaby Institut in Wien. Bestimmte Bakterien, die in der Gebärmutterschleimhaut vorkommen, können möglicherweise Aufschluss über den Erfolg von In-vitro-Fertilisationen (IVF) geben. Auch Erkrankungen wie zum Beispiel Endometriose können durch die Sequenzierung des Mikrobioms aus Proben der Gebärmutterschleimhaut besser diagnostiziert werden. Herkömmliche Sequenziermaschinen sind sehr groß und kostspielig. Als Michael hörte, dass eine Alternative dafür existiert, wollte er unbedingt mehr darüber erfahren. Er hatte großes Interesse daran, vor Ort in der Klinik das endometrische Mikrobiom von Frauen sequenzieren zu können. Diese Methode der Sequenzierung hat uns also trotz unserer unterschiedlichen thematischen Ausrichtung zusammengeführt.

Wie ging eure Zusammenarbeit nach Lindau weiter?

Als ich die Ergebnisse meiner Wasseranalysen aus Cambridge bei einer Konferenz in Wien vorgestellt habe, nutzten wir die Gelegenheit uns weiter auszutauschen. Ich habe ihm dort den MinION Sequenzierer vorgeführt, und er hat daraufhin ein solches Gerät für die Klinik bereitgestellt. Seine Kollegin Anna Oberle ist Molekularbiologin und hat die Analysen vor Ort durchgeführt. Sie hat dabei das Endometrium von 33 Frauen, bei denen die IVF nicht funktioniert hatte, analysiert. Während dieses Prozesses konnte ich meine Erfahrungen, die ich in den vorherigen Jahren bei der Anwendung des Sequenzierers gesammelt hatte, einfließen lassen. Bei der wissenschaftlichen Publikation, die wir nun in dem Fachjournal Reproductive BioMedicine Online veröffentlicht haben, handelt es sich um eine Pionierarbeit, auf deren Basis man weitere Studien mit umfassenderen Datenmengen planen kann. Wir haben gezeigt, dass es möglich ist, relativ unkompliziert ein solches Verfahren auch im medizinischen Bereich zu etablieren und Daten dort zu erheben und auszuwerten, wo die Proben auch genommen werden.

Was ist das Besondere an diesem Sequenziergerät?

Lara bei der Vorbereitung einer DNA-Sequenzierung mit dem kleinen und tragbaren MinION-Sequenzierer

Man erhält vergleichsweise lange DNA-Sequenzen bei diesem Verfahren. Normalerweise muss man wesentlich kürzere DNA-Sequenzen zusammensetzen, um zu verstehen, wie die komplette DNA aussieht – als ob man ein Buch aus einzelnen Wörtern zusammensetzen würde. Der MinION liefert einem direkt eine ganze Seite, wenn man bei diesem Vergleich bleibt. Es ist also sehr viel einfacher und weniger fehleranfällig, das Buch zusammenzustückeln. Außerdem ist der MinION etwa so groß wie ein Mobiltelefon und die Anschaffungskosten sind sehr viel geringer als für einen herkömmlichen Sequenzierer – was ihn für kleinere Projekte oder Organisationen attraktiver macht.

Wo setzt du selbst bei deiner Forschung den MinION-Sequenzierer ein?

Ich studiere hier in Neuseeland, wie genetische Studien für den Schutz der Umwelt und Biodiversität eingesetzt werden können. Beispielsweise untersuche ich DNA, die von Organismen in beispielsweise Erde, Wasser oder Luft zurückgelassen wurde, um mehr über bedrohte Tierarten zu lernen. Gerade für diese Arbeit ist ein tragbares Gerät, das ich überall schnell einsetzen kann, natürlich sehr hilfreich. Man kann direkt im Feld Ergebnisse erhalten, beispielsweise über die Orte, an denen sich die Tiere aufhalten oder über die genetische Diversität einer Population. Ich arbeite daran, den Einsatz des MinION Sequenzierer für solche Zwecke zu standardisieren.

Gab es größere Herausforderungen, die ihr während der Erstellung der Publikation meistern musstet?

Lara mit einem Kākāpō, einer der vom Aussterben bedrohten Vogelarten, die sie in Neuseeland erforscht.

Insgesamt lief es sehr reibungslos ab, wir haben alle drei zu einem gewissen Grad einen biologischen Hintergrund, sodass die Kommunikation kein Problem war. Wir arbeiten aber alle in in unterschiedlichen Spezialgebieten, sodass die Arbeitsaufteilung immer klar war. Auch schon vor COVID-19 lief die Zusammenarbeit aufgrund der räumlichen Entfernung ausschließlich digital ab. Wir haben uns aber auch so gut verstanden und das Projekt hat viel Spaß gemacht.

Was rätst du aktuellen und zukünftigen „Young Scientists“?

Ich bin sehr froh, dass ich Michael in Lindau getroffen habe – gerade für solche Begegnungen ist Lindau eine tolle Chance. Daher rate ich allen, die in Zukunft teilnehmen, dort offen auf die anderen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zuzugehen und mit so vielen Menschen wie möglich ins Gespräch zu kommen – sowohl mit Nobelpreisträgern als auch mit den anderen Forscherinnen und Forschern. Es ist für mich der Kern der Wissenschaft, immer Neues zu entdecken und andere Perspektiven, Methoden sowie Forschungsgebiete kennenzulernen.

Daniela Thiel

Daniela Thiel gehört zum Kommunikationsteam der Lindauer Nobelpreisträgertagungen.