Für die Wissenschaft einstehen, bis es “klick” macht

Die 67. Lindauer Nobelpreisträgertagung neigt sich dem Ende zu. Die aktuellen politischen Ereignisse hinterlassen ihre Spuren, doch die Laureaten ermuntern die Nachwuchswissenschaftler zu Durchhaltevermögen und Leidenschaft für die Forschung.

Passend zum Abschluss der letzten Veranstaltung im Saal des großen Stadttheaters ertönt ein heftiges Gewitterdonnern – wie als Warnung an die Teilnehmer, sie mögen doch bitte wirklich all die neuen Forschungsfakten, sowie Vor- und Ratschläge verinnerlichen und mit nach Hause nehmen. Tag 4 und damit der letzte reguläre Programmtag der Lindauer Nobelpreisträgertagung neigt sich dem Ende zu. 

 

Nachwuchswissenschaftler unterhalten sich mit Nobelpreisträger Martin Chalfie während der 67. Lindauer Tagung, Picture/Credit: Christian Flemming/Lindau Nobel Laureate Meetings

Nachwuchswissenschaftler mit Nobelpreisträger Martin Chalfie während der 67. Lindauer Tagung, Picture/Credit: Christian Flemming/Lindau Nobel Laureate Meetings

Die Woche war vollgepackt und doch viel zu kurz: die ersten Veranstaltungen, die sogenannten Science Breakfasts, behandelten Kernthemen wie Circular Economy, CO2 Recycling oder die Chemie des Geschmacks, und begannen bereits um 7 Uhr morgens. Und doch reichte die Zeit kaum aus, sich mit allen Teilnehmern über die neuesten Forschungsergebnisse, die (wissenschafts-) politischen Entwicklungen weltweit, oder einfach ihre eigene interessante internationale Geschichte auszutauschen. Denn genau das ist das erklärte Ziel der Lindauer Woche: der Austausch zwischen Nachwuchswissenschaftlern und Preisträgern sowie zwischen allen anderen Teilnehmern – je weiter entfernt des anderen Expertise von der eigenen, umso wertvoller ist der Gedankenaustausch.

Interessanterweise kam bei so einem Austausch ein Raum von etwa 50 Chemikern während des Circular Economy Science Breakfast mit dem Gastgeber BASF zu einer eher sozial-ökonomischen Erkenntnis, die Walter Gilbert von der Harvard Universität auf den Punkt brachte: „Die Wissenschaft kann Lösungen bieten – umgesetzt werden müssen diese aber von allen zusammen.“ Er bezog sich hierbei vor allem auf neue umweltschonende Technologien, die zwar von der Grundlagenforschung her bereits durchaus realisierbar sind, aber von den Konsumenten noch nicht angenommen werden. Er und die Teilnehmer sahen hier vor allem die Forschung in der Pflicht, die Vorteile der neuen Entwicklungen so lange zu erklären, zu verdeutlichen und anzupreisen, bis sie tatsächlich in das Allgemeinverständnis und den Alltag übergegangen sind.

 

Nachwuchswissenschaftler unterhalten sich mit Nobelrpreisträger Robert Huber beim BASF Science Breakfast.  Credit: Christian Flemming/Lindau Nobel Laureate Meetings

Nachwuchswissenschaftler unterhalten sich mit Nobelrpreisträger Robert Huber beim BASF Science Breakfast. Credit: Christian Flemming/Lindau Nobel Laureate Meetings

Neben der exzellenten Forschung schlängelte sich auch die zur Zeit international schwierige Situation der Forschung durch die Veranstaltung. Vor allem die Nachwuchsforscher sehen sich inzwischen vielfach extrem wissenschaftsfeindlicher Einstellungen ausgesetzt, und suchen Rat, wie sie am besten damit umgehen sollen. Die nahezu einhellige Meinung der Laureaten: den Mund aufmachen und für die Forschung und wissenschaftliche Fakten einstehen.

Dazu gehört eine fundierte, sachliche, aber auch beherzte Wissenschaftskommunikation, die neue Erkenntnisse nicht nur unter Wissenschaftlern, sondern auch einer breiten Öffentlichkeit zugänglich machen sollte. Weder die Forscher noch die Wissenschaftsjournalisten sollten sich hierzu hinter Fachjargon oder Plattitüden verstecken. Und in der Panel Discussion Science Careers rief Sir John E. Walker die Nachwuchswissenschaftler sogar zu einer Karriere als Politiker oder Politikberater auf: „Die Politiker können nur fundierte Entscheidungen treffen, wenn sie gut informiert sind und die Materie verstehen. Dazu brauchen sie euch!“ Er und seine Panelmitstreiter May Shana’a (Beiersdorf AG), Dan Shechtman (Nobelpreiträger am Weizmann Institut), Wiltrud Treffenfeldt (Dow Europe GmbH) und Thomas Gianetti (ETH Zürich) sehen es schlicht als Pflicht der Wissenschaftler an, für die Forschung und deren Ergebnisse einzustehen.

 

Podiumsdiskussion zum Thema

Podiumsdiskussion zum Thema “Science Careers”, Credit: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meetings

Außerdem forderten die Laureaten die jungen Forscher vielfach dazu auf, auch abseits der bekannten und bequemen Pfade zu forschen, um so wieder große Durchbrüche zu schaffen. Martin Chalfie und viele andere erzählen Anekdoten, wie wahrlich neue Erkenntnisse oft durch Fehlversuche zu Stande kamen. Anstatt die Fehlversuche als Versagen zu werten, sollten die Nachwuchswissenschaftler die Freude an der Forschung nicht verlieren, und unerwartete Ergebnisse zu schätzen lernen. Ein High-Impact-Paper sei schließlich kein Garant für spätere Erfolge. Solange die Forscher aber mit echter Leidenschaft an einem Thema arbeiten, hätten sie ausgezeichnete Chancen für eine erfolgreiche Zukunft, so Dan Shechtman. Ohnehin, seien mindestens die Hälfte der naturwissenschaftlichen Arbeiten, die später mit einem Nobelpreis ausgezeichnet wurden, in vergleichsweise kleinen Journals mit eher niedrigem Impact-Factor publiziert worden, sagt Martin Chalfie.

Am letzten Tag der Veranstaltung findet noch die traditionelle Bootsfahrt zur Insel Mainau statt. Dort werden Bettina Gräfin Bernadotte und Björn Graf Bernadotte noch einmal die Tagung Revue passieren lassen, und dort wird auch die letzte Panel Discussion zum Thema Ethics in Science abgehalten. Ich bin mir sicher, dass auch hier die Nachwuchswissenschaftler noch einmal aufgefordert werden „alternative Fakten“ nicht einfach stillschweigend hinzunehmen, sondern so lange für die Forschung zu werben, bis auch der letzte Kritiker überzeugt ist.

Schnellerer Fortschritt für alle

Martin Chalfie setzt sich für Preprint-Archive für biologische Forschungsarbeiten ein: Dadurch können neue Ergebnisse und Erkenntnisse wesentlich früher einem deutlich größerem Publikum zugänglich gemacht werden.  

 

Credit: exdez/iStock.com

Credit: exdez/iStock.com

 

Wichtige Fragen, die während der Lindauer Nobelpreisträgertagung immer wieder gestellt wurden, sind die, wie die Zukunft der Forschung aussehen kann und wird und, wie man den status quo verbessern kann. Neben den bereits vielfach angesprochenen politischen Ereignissen und Einflüssen auf die Wissenschaft, ist ein weiteres großes Thema eher ein intrinsisches Problem: die Publikationsmaschinerie und die Bedeutung des Impact Factors. Kurz vor der Tagung haben sich etliche Nobelpreisträger bereits öffentlich gegen diese Methode des Journal-Rankings ausgesprochen. Und während der 67. Lindauer Tagung sprach sich auch Martin Chalfie dafür aus, wissenschaftliche Publikationen wieder mehr auf Grund ihrer tatsächlichen Qualität zu beurteilen, und weniger danach, in welchem Journal sie letztlich publiziert werden. Ich fragte ihn, was er sich denn als Alternative vorstelle, und welche Schritte er womöglich selbst schon unternommen habe. Seine Lösung lautete: ASAPbio.org – Accelerating Science and Publication in Biology.

ASAPbio ist eine Interessengemeinschaft gegründet von Ron Vale – einer Initiative von Wissenschaftlern für Wissenschaftler, um neue Erkenntnisse in den biologischen Wissenschaften einem breiteren Publikum schneller zugänglich zu machen. Gemeinsam mit Harold Varmus, Daniel Colón-Ramos und Jessica Polka, inzwischen Direktorin der Initiative, rief Chalfie die Plattform Anfang 2016 ins Leben. „Wir wollten ein Preprint-Archiv für die biologische Forschung entwickeln – in der Physik gibt es so etwas schon seit mindestens 25 Jahren.“ Sobald Forscher also bereit sind, ihre Arbeit und Ergebnisse der Welt mitzuteilen, so Chalfie weiter, können sie ihren Artikel auf einer Preprint-Plattform hochladen, wo er dann von anderen Wissenschaftlern, aber auch von der breiten Öffentlichkeit gelesen und kommentiert werden kann. Die größte biologisch-fokussierte Preprint-Plattform ist bisher bioRxiv. ASAPbio will in Zukunft als eine Sammelstelle für alle Preprints aus den biologischen Wissenschaften fungieren. „Dadurch verändert sich die gesamte Publikationsdynamik“, sagt Chalfie. Denn der konventionelle Publikationsweg sieht anders aus: eine wissenschaftliche Arbeit wird bei einem fachlich passenden Journal eingereicht, dort entscheiden in einem ersten Schritt ein oder mehrere Editoren, ob die Arbeit überhaupt zu dem Journal passt. Falls sich die Editoren dafür entscheiden, wird es an ein paar wenige Experten aus dem Fachgebiet weiter geleitet. Diese machen sich dann ebenfalls ein Bild von der Arbeit, und können sie gegebenenfalls als nicht-ausreichend ablehnen, oder zusätzliche Experimente verlangen. In einem solchen Fall haben die Autoren dann einige Monate Zeit um die gewünschten Änderungen zu erbringen, bevor es zu einer endgültigen Entscheidung kommt – die auch nach den Änderungen noch ein „Nein“ sein kann. Alles in Allem kann so ein Entscheidungsprozess mehrere Monate oder gar bis zu einem Jahr dauern – und wird die Arbeit am Ende tatsächlich abgelehnt, müssen die Forscher diese von Neuem bei einem anderen Journal einreichen. Dadurch verlieren nicht nur sie wertvolle Zeit, sondern auch die Forschungsgemeinschaft sowie die breite Öffentlichkeit, die während dem Entscheidungsprozess keinen Zugriff auf die neuen Erkenntnisse haben. „Preprint-Archive hingegen machen neue Erkenntnisse und Forschungsfortschritte sofort zugänglich für alle – egal ob Wissenschaftler oder Schüler, und ohne dass dafür gezahlt werden muss“, fasst Chalfie die Vorteile zusammen.

Zudem bekommt jede Arbeit automatisch bei der Einstellung ein festes Erstellungsdatum, auf das sich die Autoren berufen können, sollte zeitnah eine ähnliche Arbeit veröffentlicht werden.

Chalfie betont aber: „Es geht hier nicht darum, frühzeitig die eigenen Rohdaten zu veröffentlichen.“ Vielmehr sollte die Arbeit praktisch zeitgleich mit der ersten Journaleinreichung auf eine Archiv-Plattform gestellt werden, und dann entsprechend des Journal-Feedbacks oder der Kommentare, die über die Plattform eingereicht werden, sukzessive überarbeitet werden.

 

Martin Chalfie talking to young scientists during the 67th Lindau Nobel Laureate Meeting,  Photo/Credit: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meeting

Martin Chalfie mit Nachwuchswissenschaftlern während der 67. Lindauer Tagung, Photo/Credit: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meeting

 

„Bereits bei einem der ersten organisatorischen Treffen sprachen wir auch darüber, wie wohl die etablierten Journals auf die Plattformen und die zentrale Sammelstelle reagieren würden. Glücklicherweise haben sich die großen Journals wie Science, Nature oder die Professional Society Journals, aber auch viele andere, allesamt für Preprint-Archive ausgesprochen“, erklärt Chalfie. Die Journals haben also kein Problem damit, wenn die Autoren ihre Arbeit gleichzeitig bei ihnen einreichen und auf einer Plattform zugänglich machen – viele ermöglichen inzwischen sogar „Joint Submissions“: Die Journals fragen bei der Einreichung einer Studie mittlerweile, ob die Autoren die Arbeit auch gleichzeitig auf einem Archiv-Server zugänglich machen möchten.

Ein weiteres Zeichen, dass dieses neue Vorveröffentlichungssystem sich auf lange Sicht etablieren wird, ist die Aufnahme solch pre-archivierter Arbeiten als Kriterium für Beförderungen, die Vergabe von Projektgeldern und ähnlicher Auswahlverfahren. Stolz berichtet Chalfie: „Das Howard Hughes Medical Institute, die NIH, Wellcome Trust und viele Universitäten beziehen Arbeiten aus Preprint-Archiven bereits in ihre Bewertungen von Bewerbern mit ein.“

Obwohl die Preprint-Archive für die biologische Forschung im Gegensatz zur Physik noch in den Kinderschuhen stecken und von vielen Wissenschaftlern erst noch entdeckt werden müssen, ist das Konzept dennoch bereits bei großen Forschungsinstituten und renommierten Journals angekommen und wird akzeptiert. Die Initiative von ASAPBio bietet somit eine ausgezeichnete Möglichkeit, die festgefahrene Publikationssituation in den Lebenswissenschaften in eine neue Richtung zu lenken und die tatsächliche Qualität der Forschungsarbeit anstelle eines Impact Factors wieder in den Vordergrund zu stellen.

Wissenschaft ist weder gut noch böse, sie versorgt uns mit Fakten – Mario Molina

Der zweite volle Programmtag der Lindauer Nobelpreisträgertagung ermutigt vor allem die Nachwuchswissenschaftler sich auf frischen Forschungspfaden zu bewegen, und für ihre Ergebnisse einzustehen.

Die aktuelle politische Debatte um den Klimawandel und den Rückzug der US aus dem „Paris Climate Accord“ griff Mario Molina in seinem Vortrag am Vormittag auf. Molina, ursprünglich aus dem Gastgeberland des diesjährigen International Day Mexiko, erhielt 1995 den Nobelpreis für die Entdeckung und das Verständnis  der Entwicklung des Ozonlochs. Er war außerdem als wissenschaftlicher Berater für die Obama-Administration tätig, und steht der aktuellen Haltung der US-Regierung daher voller Unverständnis gegenüber. Er betonte deswegen noch einmal ausdrücklich: „Die Wissenschaft ist weder gut noch böse. Wir erhalten Daten und Fakten durch die Forschung und können dadurch präzise Vorhersagen berechnen.“ Erst wenn die Wirtschaft und die Politik sich einschalten, so Molina weiter, wird die Forschungs- zur Gewissensfrage. Dann müsse man als Wissenschaftler aber auch für das Bild, das die Daten zeichnen, einstehen, und sich der Faktenignoranz entgegenstellen.

 

67th Lindau Nobel Laureate Meeting, 27.06.2017, Lindau, Germany, Credit: Julia Nimke / 67th Lindau Nobel Laureate Meeting, Lecture Molina

Mario Molina während seines Vortrags auf der 67. Lindauer Nobelpreisträgertagung. Credit: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meetings

 

Im Gegensatz dazu sieht es Ada Yonath nicht unbedingt als die Pflicht der Wissenschaftler an, sich öffentlich gegen die Erderwärmung auszusprechen. Vielmehr sieht sie die Pflicht der Forschung darin, Möglichkeiten zu schaffen, um weniger Luftverschmutzung zu erzeugen. Yonath erhielt 2009 den Nobelpreis in Chemie – als erst vierte Frau insgesamt – für die Entschlüsselung der Funktion von Ribosomen. Diese bauen aus den Aminosäuren, die vom genetischen Code abgelesen werden, die Proteine zusammen, welche wiederum die Grundbausteine unseres Organismus sind: ohne funktionierende Ribosomen gäbe es keinen gesunden Organismus. Abgesehen von der zunehmenden Politisierung wissenschaftlicher Ergebnisse sieht Yonath aber noch weitere große Probleme in der heutigen Forschungslandschaft: „Heute braucht jeder ein bestimmtes Vorbild, dem er unbedingt nacheifern möchte. Niemand will mehr widersprechen – der Pioniergeist fehlt.“ Dadurch würden kreative Ideen unterdrückt, und es kämen keine echten Innovationen mehr zu Stande. Zudem, so Yonath, würde heute zuviel Wert auf translationale und angewandte Forschung gelegt. Doch diese sei zwar gut für Industrie und Wirtschaft, bringe aber  keinen echten Fortschritt mehr mit sich. Stattdessen wirbt sie im Interview dafür, sich an der Forschung wieder mehr nur der Forschung und des Wissensgewinnes zuliebe zu beteiligen und zu erfreuen. „Alles was wir heute wissen und verstehen, aber gestern noch nicht verstanden haben, ist bereits unglaublich wertvoll für das Wissen der Menschheit.“ Sie illustriert diese Idee mit einem sehr anschaulichen Beispiel: „Wenn alle sich immer nur mit der Besserung der Brennleistung und Haltbarkeit von Kerzen befasst hätten, gäbe es heute immer noch keinen Strom oder Glühbirnen. Nur wenn es Leute gibt, die abseits der bekannten Pfade forschen, ergeben sich echte Neuerungen.“

 

Schülergespräch mit Harald zur Hausen, 67. Lindauer Nobelpreisträgertagung, 27.06.2017. Foto: Christian Flemming/Lindau Nobel Laureate Meetings

Schülergespräch mit Harald zur Hausen, 67. Lindauer Nobelpreisträgertagung, 27.06.2017. Foto: Christian Flemming/Lindau Nobel Laureate Meetings

Beharrlichkeit und innovatives Denken nannte auch Professor Harald zur Hausen als die Kernmerkmale erfolgreicher Wissenschaftler. Im Rahmen der Lindauer Nobelpreistagung werden auch Satellitenveranstaltungen angeboten, bei der Nobelpreisträger häufig mit Kindern und Jugendlichen über ihre Forschung sprechen. Dieses Jahr sprach Harald zur Hausen vor etwa 100 Oberstufen-Gymnasiasten aus Lindau, Friedrichshafen und Bregenz. Zur Hausen wurde 2008 der Nobelpreis in Physiologie oder Medizin verliehen, für seine Entdeckung, dass Gebärmutterhalskrebs von Viren ausgelöst wird, sowie für seine Entwicklung eines Impfstoffes gegen den Erreger. Er erzählte über 90 Minuten hinweg von seinem Werdegang von der klinischen Medizin zur Forschung und wie sein fester Glaube, dass bestimmte Krebsarten von Viren ausgelöst werden, ihn schließlich zu seiner bahnbrechenden Entdeckung und Entwicklung gebracht hat. Er betonte, wie er an seiner Überzeugung auf Grund vorläufiger Daten festhielt, und sich immer wieder gegen skeptische Kollegen oder Journalisten durchsetzte. Die Schüler hörten die ganze Zeit über gebannt zu und stellten viele interessierte Fragen. Der Austausch zeigt einmal mehr wie wertvoll die Kommunikation von Wissenschaftlern mit der Öffentlichkeit ist. Auch zur Hausen liegt dieses Thema sehr am Herzen, denn „Prävention ist immer besser als Heilung. Wenn wir bei solchen Veranstaltungen Verständnis und Interesse für die Forschung gewinnen können, haben wir Großes geschafft.“

Ähnlich wie Ada Yonath sieht auch zur Hausen einige Entwicklungen in der Wissenschaft durchaus kritisch. „Es herrscht viel zu oft noch ein dogmatisches Klima in den Laboren. Junge Wissenschaftler müssen wieder mehr hinterfragen und die Äußerungen ihrer Mentoren nicht als Gebote hinnehmen.“ Er wünscht sich stattdessen, dass sie sich auch auf neuen Forschungsgebieten austoben, und sich vermehrt mit fachfremden Kollegen austauschen.

“Wir sind nur wegen Euch hier” – Martin Chalfie

Der erste volle Programmtag der Lindauer Nobelpreisträgertagung startet mit blauem Himmel, Nanorobotern von übermorgen, und der Frage nach der richtigen Kommunikation untereinander und mit der Öffentlichkeit.

Nach dem großen Sommerfest einschließlich Feuerwerk am Samstagabend, und der feierlichen Eröffnung mit Reden von Bundesforschungsministerin Johanna Wanka, Bettina Gräfin Bernadotte und Steven Chu – gehalten von William Moerner – am Sonntagnachmittag, begann am Montag das reguläre Programm der Lindauer-Nobelpreisträger-Woche. Bereits während dem gesamten Wochenende vibrierten die verwobenen und verwunschenen Gassen der malerischen Lindauer Altstadt mit Vorfreude und Leidenschaft für die Wissenschaft – sowohl von Seiten der Preisträger, als auch der talentierten und speziell ausgewählten 420 Nachwuchsforscher: aus allen Cafes und Restaurants konnte man Unterhaltungsfetzen über die Wissenschaft in den verschiedensten Sprachen aufschnappen.

Ben Feringa am 26. Juni 2017 in Lindau während seines Vortrags 'The Joy of Discovery'. Foto: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meetings Lecture Bernard Feringa

Ben Feringa am 26. Juni 2017 in Lindau während seines Vortrags ‘The Joy of Discovery’. Foto: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meetings

Den ersten Vortrag am Montagmorgen dann hielt Bernard L. Feringa, Nobelpreisträger aus dem letzten Jahr (2016) für seine Entwicklung molekularer Motoren. Über deren Entstehungsgeschichte berichtete er auch voller Begeisterung; doch noch viel mehr als der enorme Erkenntnissgewinn seiner Forschung, stand die Freude an seiner Arbeit im Mittelpunkt seines Vortrages – passenderweise betitelt „Die Freude der Entdeckung“. Und genau die vermittelte er auch dem internationalen Publikum. Und trotz seines hochkomplexen Forschungsgebietes von lichtreaktiven Molekülen, die ihre Konformation ändern und dadurch als Mini-Motoren eingesetzt werden können, sprang der Funke sofort über. Aber vermutlich war der wichtigste Rat, den er den gebannten Nachwuchswissenschaftlern mit auf den Weg gab: „Findet Euer Gleichgewicht, seid Euch im Klaren womit Eure Neugier gespeist wird, und woraus ihr Eure Energie beziehen könnt.“ Denn, so Feringa, zu jedem produktiven Forscherleben gehöre auch ein Freizeitausgleich, sei es das Mitfiebern bei wichtigen Fußballspielen oder Schlittschuhlaufen im Winter. Erst durch diesen für die Forscher so wichtigen Ausgleich, hätten sie überhaupt erst die mentalen Kapazitäten, um beispielsweise Nanoroboter schon bald Wirklichkeit werden zu lassen. Ein Nobelpreisträger, der für Work-Life Balance wirbt – sicherlich eine der hervorragenden Besonderheiten der Lindauer Nobelpreisträgertagung.

Martin Chalfie in seiner Lecture, 67. Nobelpreisträgertagung (Chemie), Foto: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meetings

Martin Chalfie während seines Vortags auf der 67. Lindauer Nobelpreisträgertagung (Chemie), Foto: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meetings

Und auch der nächste Vortrag von Martin Chalfie griff die besondere Stimmung der Lindau-Woche auf und forderte die Teilnehmer heraus, den Nobelpreisträgern möglichst viele und komplizierte Fragen zu stellen – schließlich seien diese alle wegen der Nachwuchswissenschaftler hier. Aber Chalfie lag zusätzlich zu seiner Forschung und der persönlichen Interaktion mit dem Publikum noch ein weiteres und sehr aktuelles Thema am Herzen: die Publikationen und das Publikationssystem. In Forschung und Wissenschaft gibt es kaum ein mehr diskutiert und debattiertes Thema – erst letzte Woche veröffentlichte die Nobel Foundation ein Video, in dem sie sich gegen den Hype um den Impactfator der Journals aussprach, und eine Rückbesinnung auf die tatsächliche Qualität der Forschung forderte.

Die Frage der „richtigen“ Kommunikation zwischen Wissenschaftlern untereinander, aber auch verstärkt zwischen Wissenschaftlern und der Öffentlichkeit wurde am Nachmittag auch noch einmal im „Press Talk“ angesprochen. Organisiert von Deutsche Welle und moderiert von Zulfikar Abbany, diskutierten Nobelpreisträger William E. Moerner, Vizepräsdentin des Kuratoriums der Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau, Helga Nowotny, Vertreter der Mexikanischen Gastgeber Arturo Borja, und die Nachwuchswissenschaftlerinnen Marian Nkansah und Melania Zauri darüber, wie und was „alternativen Fakten“ entgegengesetzt werden kann. „Wir sind selbst für unsere Welt und unsere Umwelt verantwortlich“, so beginnt Zulfikar. Und auch wenn hier noch alle Teilnehmer und Zuhörer zustimmen, offenbaren sich doch bald große Diskrepanzen in dem kleinen Raum. Während Moerner und Nowotny tiefstes Vertrauen in die „Scientific Method“ pflegen, und das auch von Politikern und der Öffentlichkeit fordern, wünschen sich die anwesenden Journalisten etwas mehr Mut und Wut, wenn es darum geht „alternative Fakten“ in ihre Schranken zu weisen. Zurück bleibt die Gewissheit, dass mehr und besser kommuniziert werden muss – zwischen Wissenschaftlern, sei es Nachwuchs oder etabliert; zwischen Wissenschaftlern und Journalisten, und zwischen Journalisten und der Öffentlichkeit. Und alle Parteien tragen die große Verantwortung der faktenbasierten Wahrheit.

Yolanda Salinas presenting her research at the Poster Flashes, 67th Lindau Nobel Laureate Meeting (Chemistry), 25.06.2017 - 30.06.2017, Lindau, Germany, Picture/Credit: Christian Flemming/Lindau Nobel Laureate Meetings

Yolanda Salinas präsentiert ihre Forschung bei den Poster Flashes, 67. Lindauer Nobelpreisträgertagung (Chemie), Foto: Christian Flemming/Lindau Nobel Laureate Meetings

Der letzte offizielle Programmpunkt des ersten Tages der 67. Lindauer Nobelpreisträgertagung sind Poster-Blitz-Vorträge der Nachwuchswissenschaftler. Ausgewählte Teilnehmer haben zwei Minuten Zeit, ihre neuesten Ergebnisse einem gemischten Publikum aus demselben Fachgebiet oder naheliegenden Forschungsgebieten zu präsentieren und qualifizierte Rückmeldungen zu erhalten. Der sogenannte „Elevator-pitch“ mit dem ein komplexes Projekt innerhalb weniger Minuten einem breiten Publikum vorgestellt wird, ist eine ausgezeichnete Übung für die Wissenschaftskommunikation – vielleicht lernen die jungen Wissenschaftler gerade nicht nur, wie sie die Roboter der Zukunft herstellen können, sondern auch, wie sie die neue Technik einem breiten Publikum schmackhaft machen können.

Früh übt sich, wer sich seine Zukunft selber bauen will – und heute war ja erst Tag 1.

Ben Feringa: die molekularen Maschinen der Zukunft

Bernard (Ben) Feringa hält den ersten Vortrag der 67. Lindauer Nobelpreisträgertagung. Foto: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meetings

Bernard (Ben) Feringa hält den ersten Vortrag der 67. Lindauer Nobelpreisträgertagung. Foto: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meetings

Der Chemienobelpreisträger 2016 hielt den Eröffnungsvortrag von #LiNo17 am 26. Juni 2017 mit dem Titel ‘The Joy of Discovery’. Feringa wuchs als zweites von zehn Kindern auf einem Bauernhof in der Nähe von Groningen auf, wo er heute lehrt und wo er seine akademischen Abschlüsse erlangte. Als Kind genoss er die Natur um den elterlichen Bauernhof, heute erfreut er sich an der Schönheit der Moleküle. In seinen eigenen Worten: “Uns Menschen gefällt der Aufbruch ins Unbekannte.” Vor Beginn des eigentlich Vortrags hat er ein paar Ratschläge für die anwesenden Nachwuchsforscher parat: “Suche die Herausforderung, und finde Lehrer, die dich fordern. Folge deiner Intuition und deinen Träumen, aber bleibe dabei realistisch. Und finde stets eine gute Balance zwischen Leben und Arbeiten.” Wenn man seine eindrucksvolle wissenschaftliche Karriere bedenkt und seine offensichtliche Begeisterung für seine Arbeit sieht, dann wird schnell klar: Er hat sich wohl an seine eigenen Ratschläge gehalten.

Ben Feringa und sein Team nehmen unbelebte Materie und erschafft damit beispielsweise synthetische Moleküle, die sich autonom bewegen können, die also nicht angeknipst werden müssen. Es ist faszinierend zu sehen, wie solch kleine ‘Spinnen’ unter dem Mikroskop herumkrabbeln, die sich auch noch selbstständig aus diesen Molekülen gebildet haben. Sie krabbeln so lange herum bis ihnen der Treibstoff, in diesem Fall Zucker, ausgeht. Die Wahl dieses Treibstoffs ist kein Zufall, schließlich sollen sie eines Tages Medikamente im menschlichen Körper an die richtige Stelle transportieren – und Zucker ist im menschlichen Blut stets vorhanden. (Man kann die ‘Spinne’ auf seiner Website beobachten, sowie am Ende seines Lindau-Vortrags.) Andere Moleküle hat seine Forschungsgruppe ‘Molekulare Nanowissenschaft’ an der Universität Groningen mit einem Lichtschalter ausgestattet, sodass man sie mit einer bestimmen Wellenlänge ein- und ausschalten kann.

Feringa erklärt selbst, dass es für Chemiker im Prinzip ein Leichtes sei, statische Moleküle zu erschaffen, dass es aber unverhältnismäßig schwerer ist, ihre ‘dynamischen Funktionen’ zu kontrollieren, also Tätigkeiten wie sich drehen, an- und ausschalten, reagieren, sich zusammenballen, Ziele suchen und finden, usw. Die bislang bekannteste ‘molekulare Maschine’ aus Feringas Werkstatt ist sein ‘Nanocar’, ein Fahrzeug im Nanometer-Maßstab. Für einen molekularen Antrieb braucht man zunächst ein Molekül, dass sich nur in eine Richtung dreht. Zufällig entdeckten die Forscher, dass sich ein Alken, mit dem sie experimentierten, nach einer Vierteldrehung nicht zurückgedreht, sondern sich weitergedreht hatte – und damit eine 180-Grad-Drehung schaffte. (Alkene sind nicht-aromatische Kohlenstoff-Wasserstoff-Moleküle, die mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung besitzen.) Nun fragten sie sich natürlich: Wenn das geht – kriegen wir auch 360 Grad hin? Die Vierteldrehung wurde durch eine sogenannte Isomerisierung erreicht, das ist die Umwandlung eines Moleküls durch die Änderung der Atomanordnung oder -folge, wobei die Zahl der Atome gleich bleibt.

 

So funktioniert die molekulare Rotation: auf eine Doppelbindungs-Isomerisierung folgt jeweils eine Helix-Inversion durch Hitze. Grafik: Ben Feringa research group. Quelle: Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften

So funktioniert die molekulare Rotation: auf eine Doppelbindungs-Isomerisierung folgt jeweils eine Helix-Inversion durch Hitze. Grafik: Ben Feringa research group. Quelle: Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften

 

Schließlich erreichte Feringas Team eine volle Umdrehung durch zwei Doppelbindungs-Isomerisierungen und zwei Helix-Inversionen durch Hitze (siehe Grafik oben). Der Jubel war groß – allerdings war die Drehung noch zu langsam, das Molekül bequemte sich gerade mal zu einer Umdrehung pro Stunde. Ungefähr sechzig molekulare Motoren später schafften sie die unglaubliche Geschwindigkeit von 10 Millionen Umdrehungen pro Sekunde. Doch das ist eher ein theoretischer Wert, denn meist bekommt man gar nicht genug Energie in diese klitzekleinen Systeme, um mit Spitzengeschwindigkeit fahren zu können; und die ‘Straßen’, meist Metalloberflächen, verlangsamen das Nano-Auto zusätzlich. Realistischer sind daher Werte von 4 000 Umdrehungen pro Sekunde. Als nächstes wurden vier solcher Moleküle mit zwei Achsen und einem Fahrgestell zu einem echten Vierradantrieb-Nano-Auto zusammengebaut – endlich konnte der kleine Flitzer über seine eigene Straße aus purem Gold fahren.

 

Nanocar JPG (797x451)

 

Heutzutage arbeiten mehrere Teams auf der ganzen Welt an Nano-Autos. Und obwohl Feringa und sein Team eine Menge Anerkennung für ihr ‘Auto’ bekamen, forschen sie darüber hinaus an vielen weiteren interessanten Nano-Maschinen. Zum Beispiel haben sie einen Lichtschalter für Moleküle entwickelt, mit dem diese ein- und ausgeschaltet werden können. Wenn nun gängige Medikamente mit diesem Lichtschalter ausgestattet würden, dann könnten sie im Körper mit der entsprechenden Licht-Wellenlänge eingeschaltet werden und ausschließlich an diesem Ort wirken. Da alle anderen Körperzellen verschont blieben, ließen sich viele Nebenwirkungen vermeiden. In seinem Nobelpreis-Vortrag in Stockholm beschreibt Feringa ausführlich zwei mögliche Anwendungen: lichtgesteuerte Antibiotika und ebensolche Chemotherapeutika. Den Forschern gelang es bereits, in jeweils ein Medikament aus jeder dieser beiden Wirkstoffgruppen ihren Lichtschalter einzufügen. Mittlerweile funktioniert dieser Schalter sogar mit nahem Infrarotlicht, das in der Lage ist, tief in das Körpergewebe einzudringen.

 

Ben Feringa am 26. Juni 2017 in Lindau während seines Vortrags 'The Joy of Discovery'. Foto: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meetings Lecture Bernard Feringa

Ben Feringa am 26. Juni 2017 in Lindau während seines Vortrags ‘The Joy of Discovery’. Foto: Julia Nimke/Lindau Nobel Laureate Meetings Lecture Bernard Feringa

Solche neuartigen, lichtgesteuerten Antibiotika sollen in Zukunft die Zielstrukturen im Körper eines Patienten selbst finden können. Als nächstes wird ihre Aktivität mit einem Infrarotlicht punktgenau am Entzüdungsherd angeschaltet. Hierbei bleiben alle anderen Körperzellen oder Bakterien im Körper unbehelligt, wodurch nicht nur die Nebenwirkungen geringer werden, sondern auch die Gefahr der Resistenzbildung deutlich verringert wird. Außerdem sorgt eine vorher festgelegte und eingefügte Halbwertszeit des Wirkstoffs dafür, dass auch nach dem Verlassen des Körpers Resistenzbildung in der Umwelt unwahrscheinlich wird: Der Wirkstoff ist bereits wirkungslos, wenn er die Umwelt erreicht.

Ähnliches gilt auch für lichtgesteuerte Chemotherapeutika: Der Wirkstoff wird erst angeknipst, wenn er die Zielregion erreicht hat, beispielsweise einen kleinen Tumor. Das bedeutet gleichzeitig, dass alle anderen Körperzellen von den häufig schwerwiegenden Nebenwirkungen verschont bleiben. In seinem Nobelpreisvortrag beschreibt Feringa, wie er sich die Krebstherapie der Zukunft vorstellt: Mit Hilfe bildgebender Verfahren wie der Magnetresonanztomographie werden solche kleinen Tumoren aufgestöbert. Diese Daten werden automatisch an einen Laser weitergeleitet, der nun den Wirkstoff aktiviert, der vorher dem Patienten injiziert wurde. Hier kann nun das Chemotherapeutikum seine Wirkung entfalten – und sonst nirgends.

Dies sind nur zwei Beispiele der „grenzenlosen Möglichkeiten“ der molekularen Maschinen, wie Feringa sich ausdrückt, und diese sind keineswegs auf Medikamente begrenzt. Feringa forscht auch zum Thema ‘Smart Coatings’: Das sind Lacke oder Wandanstriche, die sich selbst reparieren können und dadurch extrem haltbar werden. Und wenn man bedenkt, dass eine immer größer werdende Weltbevölkerung mit Waren versorgt werden muss und möchte, die Rohstoffe auf der Erde aber begrenzt sind, dann wird schnell klar, warum es wichtig ist, an haltbareren Produkten zu forschen. Solche neuartigen Anstriche können auch mit Sensoren versehen werden und so eine Schnittstelle mit anderen Geräten bieten. Andere Experten befassen sich mit den Möglichkeiten, die Infrastruktur einer Stadt, wie beispielsweise die Abwasserrohre, so zu entwerfen, dass sie sich selbst reparieren können. Fraser Stoddart, Feringas schottisch-amerikanischer Nobelpreis-Kollege, hat sich einer anderen Forschungsrichtung zugewandt und baut mit molekularen Maschinen nun Hochleistungsdatenspeicher.

„Den Anbruch einer neuen industriellen Revolution des 21. Jahrhunderts“, basierend auf molekularen Maschinen, wurde von der Königlich-Schwedischen Akademie der Wissenschaften im Oktober 2016 anlässlich der Preisverkündung ausgerufen. In diesem Zusammenhang betont Feringa gerne, dass er Grundlagenforschung betreibt. Und alle Elektro- oder Kommunikations-Geräte, die für uns heute selbstverständlich sind, konnten erst durch die entsprechende Grundlagenforschung entwickelt werden – doch häufig veringern bis zur massenhaften Anwendung dieser Erfindungen etliche Jahre oder gar Jahrzehnte. Er schätzt heute, dass es vielleicht fünfzig Jahre dauert, bis Ärzte ihre Patienten tatsächlich mit lichtgesteuerten Medikamenten behandeln werden.

 

 

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.

OPCW: Kampf dem Giftgas

Die chemische Kriegsführung hat heute, rund hundert Jahre nach dem ersten massiven Einsatz von Giftgas, nichts von ihrem Schrecken eingebüßt. Erst kürzlich, am 4. April 2017, gab es einen verheerenden Giftgasangriff auf die westsyrische Stadt Chan Schaichun mit mehr als 70 Toten und hunderten Verletzten. Die Fotos der toten Kinder von Chan Schaichun gingen um die Welt und veranlassten US-Präsident Trump, einen Luftschlag gegen die syrische Regierung anzuordnen. Dieser Giftgasangriff war der schlimmste seit dem Angriff auf Ghouta, einem Vorort von Damaskus, im August 2013. Die Zahl der Toten dort wird, je nach Quelle, zwischen Hunderten und Tausenden angegeben. Zum Zeitpunkt des Angriffs befanden sich beide Städte in der Hand von Rebellen.

Der Giftgasangriff im August 2013 auf Ghouta setze eine Kette von Ereignissen in Gang: Die USA und Frankreich planten schon damals Luftangriffe auf die syrischen Regierungstruppen. Schließlich kam eine UN-Resolution unter der Vermittlung Russlands zustande, die verlangte, dass die syrische Regierung ihr gesamtes Arsenal an Chemiewaffen offenlegen und an dessen Vernichtung mitwirken solle. Schon im Oktober reisten Inspektoren der Organisation für das Verbot chemischer Waffen (OPCW, Organisation for the Prohibition of Chemical Weapons) nach Syrien und beaufsichtigten die Zerstörung der deklarierten Kampfstoffe, die mit Hilfe westlicher Verbündeter plus Russland und China bis Mitte 2014 abgeschlossen war.

 

Die OPCW führt Inspektionen durch, nimmt Proben und macht Analysen vor Ort und im Labor. Bei der Vernichtung von Kampfstoffen helfen die Mitgliedstaaten und Spezialfirmen. Hier eine OPCW-Übung im März 2017. Foto: OPCW , CC BY-NC 2.0

Die OPCW führt Inspektionen durch, nimmt Proben und macht Analysen, sowohl vor Ort und als auch im Labor. Bei der Vernichtung von Kampfstoffen helfen die Mitgliedstaaten und Spezialfirmen. Hier eine OPCW-Übung im März 2017. Foto: OPCW , CC BY-NC 2.0

 

Genau genommen begann die OPCW am 1. Oktober 2013 die Kontrollen des syrischen Chemiewaffen-Arsenals, dessen Vernichtung am 6. Oktober begann. Am 11. Oktober erhielt die OPCW den Friedensnobelpreis 2013 „für ihre unermüdlichen Anstrengungen zur Beseitigung chemischer Waffen“ – die vorangegangenen Ereignisse in Syrien werden in der Begründung des Nobelpreiskomitees ausdrücklich erwähnt. Die OPCW entstand als das ausführende Organ der Chemiewaffenkonvention, die im April 1997 in Kraft trat. Dieses internationale Übereinkommen verbietet die Entwicklung, die Herstellung, die Lagerung und den Einsatz chemischer Waffen und regelt ihre Vernichtung. Sie ist keine Organisation unter dem Dach der UN, arbeitet in den Missionen jedoch eng mit den Vereinten Nationen zusammen.

 

OPCW-Generaldirektor Ahmet Üzümcü. Er war bereits Direktor, als die OPCW im Jahr 2013 den Friedensnobelpreis erhielt - und er wird an #LiNo17 teilnehmen. Foto: J. Patrick Fischer, CC BY-SA 4.0

OPCW-Generaldirektor Ahmet Üzümcü. Er war bereits Direktor, als die OPCW im Jahr 2013 den Friedensnobelpreis erhielt – und er wird an #LiNo17 teilnehmen. Foto: J. Patrick Fischer, CC BY-SA 4.0

Spätere Giftgasangriffe im syrischen Bürgerkrieg haben leider überdeutlich gemacht, dass die syrische Regierung ihr Waffenarsenal entweder nur lückenhaft deklariert hatte oder in der Zwischenzeit neue Kampfstoffe ins Land gelangt waren. Bereits im Juli 2016 hatte Ahmet Üzümcü, OPCW-Generaldirektor, in einer schriftlichen Erklärung verbreiten lassen, dass die OPCW an den syrischen Regierungsangaben zweifele, die übrigens von Seiten des Assad-Regimes gerade mal wieder ergänzt worden waren. „Insbesondere der Mangel an Originaldokumenten und der fehlende Zugang zum Führungspersonal des Chemiewaffenprogramms haben verhindert, dass wir einen vollständigen Überblick über das Programm bekommen konnten. Darüber hinaus sind manche Erklärungen weder technisch noch wissenschaftlich glaubhaft“, so Üzümcü.

Nach den jüngsten Angriffen im April 2017 erklärte die OPCW, dass laut eigener Analysen „Sarin eingesetzt wurde, oder sehr ähnliche Substanzen“ und dass „diese Ergebnisse eindeutig und unwiderlegbar“ seien. Die OPCW-Inspektoren stünden bereit, jederzeit wieder nach Syrien aufzubrechen, nur leider ließe die Sicherheitslage dies nicht zu: Im Mai 2014 wurde ein OPCW-Fahrzeug mit einem Sprengsatz angegriffen, die Mission daraufhin beendet. Regierungstruppen und Rebellen schoben sich gegenseitig die Schuld zu.

Wissenschaftler unterstützen nicht nur Organisationen wie die OPCW bei der Zerstörung chemischer Kampfstoffe, sie arbeiten auch an der Entwicklung neuer Wirkstoffe, um die tödlichen Folgen einer Nervengas-Vergiftung einzudämmen. Zwar gibt es bereits eine Standardbehandlung bei solchen Vergiftungen, aber die Wirkstoffe haben teilweise schwerwiegende Nebenwirkungen: Wenn man beispielsweise den Wirkstoff Pralidoxime zu schnell intravenös verabreicht, kann dies zu Herz- oder Atemstillstand führen. Jedoch ist die Geschwindigkeit bei der Behandlung der Dreh- und Angelpunkt, denn bereits nach wenigen Minuten können die Patienten ersticken. Da Enzyme für ihre extreme Reaktionsgeschwindigkeit bekannt sind (die schnellsten unter ihnen schaffen eine Million Reaktionen pro Sekunde) suchten die Forscher nun nach Enzymen, die Nervengas schnell abbauen können.

Im Labor, oder bei der Vernichtung chemischer Kampfstoffe im Feld, können diese mit recht einfachen Verfahren unschädlich gemacht werden, indem man bei hohen Temperaturen die chemischen Verbindungen in einer Wasserlösung ‘knackt’. Doch solche Temperaturen kann der menschliche Körper lebend nicht überstehen. Schließlich fanden die Forscher die gewünschten Enzyme an einem unerwarteten Ort: in Feldern der konventionellen Landwirtschaft, die mit einem Pestizid behandelt worden waren, das dem Nervengas in Chemiewaffen stark ähnelt. Ursprünglich war Sarin ebenfalls als Pestizid entwickelt worden und nicht als Kampfstoff. Nun ist der Boden voller Bakterien und durch die ständige Behandlung mit diesen Chemikalien haben einige von ihnen Strategien entwickelt, diese Stoffe abzubauen. Eine Machbarkeitsstudie zeigte, dass alle betäubten Meerschweinchen, die vorher mit einem Nervengas vergiftet worden waren, nach der Gabe eines Medikaments aus diesen Bodenbakterien-Enzymen überlebten.

 

Gemälde mit dem Titel ‘Gassed’ von John Singer Sargent, das die Leiden der Opfer eines Giftgasangriffs im Ersten Weltkrieg darstellt. Das Bild befindet sich im Imperial War Museum in London, Quelle: Google Cultural Institute, Lizens: public domain

Gemälde mit dem Titel ‘Gassed’ von John Singer Sargent, das die Leiden der Opfer eines Giftgasangriffs im Ersten Weltkrieg darstellt. Das Bild befindet sich im Imperial War Museum in London, Quelle: Google Cultural Institute, Lizens: public domain

 

Im Ersten Weltkrieg wurden zum ersten Mal chemische Kampfstoffe in großem Stil eingesetzt. Noch heute, hundert Jahre später, sind die Berichte über das qualvolle Sterben nach den Chlor- oder Senfgasangriffen kaum auszuhalten. Und nicht nur Soldaten starben – oft wehte der Wind die tödlichen Wolken in nahe gelegene Dörfer. Zunächst begann die chemische Kriegsführung 1914 mit kleinen Mengen Tränengas von französischer und deutscher Seite, die vergleichsweise wenig Schaden anrichteten. Doch ab 1915 begann die deutsche Heeresleitung, große Mengen Chlorgas einzusetzen. Eigentlich verbot die Haager Landkriegsordnung den Einsatz chemischer Waffen, die Juristen des Kaiserreichs bestritten dies jedoch.

Der erste große Giftgasangriff erfolgte im April 1915 nahe Ypres in Belgien, betroffen waren kanadische Verbände und französische Kolonialtruppen. Die Wirkung des Giftgases war verheerend: Wer nicht sofort erstickte, den erwartete ein Todeskampf, der bis zu 48 Stunden dauern konnte. Und wer all dies überlebte, war oft erblindet und behielt eine vernarbte Lunge zurück, die nie richtig verheilte. Der deutsche Chemiker und spätere Nobelpreisträger Fritz Haber hatte damals die Chlorgasangriffe geplant – während seine Ehefrau Clara Immerwahr, die erste Frau, die in Deutschland einen Doktortitel in Chemie verliehen bekam, sich zunehmend als Pazifistin engagierte. Nach dem Gasangriff in Ypres erschoss sie sich mit seiner Dienstwaffe. Er reiste daraufhin sofort an die Ostfront, um weitere Giftgasangriffe vorzubereiten.

Wie dieser kurze Abriss zeigt, ist die Geschichte der Chemiewaffen eine Geschichte der Tragödien. Doch dank der Arbeit der OPCW sind mittlerweile 90 Prozent der – offiziell deklarierten – Chemiewaffen vernichtet.

Der OPCW-Generaldirektor Ahmet Üzümcü wird diesen Sommer der 67. Lindauer Nobelpreisträgertagung teilnehmen und die Podiumsdiskussion ‘Ethik in der Forschung’ am 30. Juni 2017 auf der Insel Mainau mit den Erfahrungen aus seiner Arbeit bereichern.

 

Denkmal für die Opfer des verheerenden Giftgasangriffs auf die kurdische Stadt Halabdscha. Im Zuge des Irak-Iran-Kriegs töteten die Truppen von Saddam Hussein tausende Zivilisten mit Giftgas. Im Vordergrund ist eine Statue der toten Frau mit ihrem toten Baby zu sehen, deren Foto zum Symbol dieses schrecklichen Angriffs wurde. Foto: Kurdish Daily News, 2017

Denkmal für die Opfer des Giftgasangriffs auf die kurdische Stadt Halabdscha im Jahr 1988. Gegen Ende des Iran-Irak-Kriegs töteten irakische Truppen tausende kurdische Zivilisten mit Giftgas. Im Vordergrund ist eine Statue der toten Frau mit ihrem toten Baby zu sehen, deren Foto zum Symbol dieses verheerenden Angriffes wurde. Foto: Kurdish Daily News, 2017

 

Mexiko: ein wichtiger Technologie-Standort

Zwei Stelen von der mexikanischen Ausgrabungsstätte Monte Alban. Auf ihnen ist einer der ältesten Kalender Amerikas dargestellt. Bild: Siyajkak, CC BY-SA 3.0

Zwei Stelen von der Ausgrabungsstätte Monte Alban im Bundesstaat Oaxaca in Südmexiko. Auf ihnen ist einer der ältesten Kalender Amerikas dargestellt. Bild: Siyajkak, CC BY-SA 3.0

Nicht viele Menschen wissen, dass Mexiko der weltweit größte Hersteller von Flachbildfernsehern ist, oder dass die erste Universität dort schon 1551 eingerichtet wurde. Mexiko kann auf eine lange und vielfältige Wissenschaftsgeschichte zurückblicken. Die Olmeken waren eines der wenigen Völker, die die Zahl ‘Null’ verwendeten. Die Astronomen und Mathematiker der Maya perfektionierten ihre Anwendung, zum Beispiel in dem berühmten Maya-Kalender. Mit dessen Hilfe wurde der Zeitpunkt für die meisten wichtigen Ereignisse bestimmt: von der Aussaat über Zeremonien und Feste bis hin zu politische Entscheidungen.

Daher gibt es also auf der einen Seite typisch mexikanische Forschungsthemen, wie die Erforschung der Kulturen der Maya, der Azteken und der Olmeken oder die Erforschung des Chicxulub-Kraters. Schon 1980 formulierte der amerikanische Physiknobelpreisträger Luis Alvarez die Theorie, dass ein gewaltiger Einschlag eines Asteroiden oder Kometen für das Aussterben der Dinosaurier vor ungefähr 66 Millionen Jahren mitverantwortlich sein könnte. Ein solcher Einschlag würde eine Art ‘Nuklearen Winter’ auslösen, der wiederum die Photosynthese von Pflanzen und Plankton weitgehend unterbindet, sodass die meisten Nahrungsketten zusammenbrechen würden. Er erarbeitete diese sogenannte Alvarez-Hypothese gemeinsam mit seinem Sohn Walter Alvarez, einem Professor für Geologie in Berkeley. Als in den 1990er Jahren der Chicxulub-Krater entdeckt wurde, bekam diese Theorie einen enormen Auftrieb.

Auf der anderen Seite hat Mexiko auch zahlreiche Beiträge zur internationalen Forschung geleistet. Ein frühes Beispiel aus der Chemie ist die Entdeckung des Elements Vanadium im Jahr 1801 durch Andrés Manuel del Río, Professor für Chemie und Mineralogie am 1792 eingerichteten Seminario de Minería, einer Bergakademie. Hundert Jahre später wurde Vanadium zur Verstärkung von Stahl eingesetzt, als Henry Ford das Fahrgestell seines Model-T aus Vanadium-Stahl fertigen ließ. Dieses Material war leichter als gewöhnlicher Stahl, hatte aber eine bessere Festigkeit und Zähigkeit und war deshalb auch besser gegen Verschleiß geschützt. Noch heute wird Vanadium zur Verstärkung von Stahl verwendet, außerdem ist Vanadiumpentoxid ein häufiger Katalysator in der Produktion von Schwefelsäure.

Henry Fords Auto ist ein frühes Beispiel der engen wirtschaftlichen und technischen Verflechtung mit den Vereinigten Staaten. Mexiko ist mittlerweile zum größten Hersteller von Flachbildfernsehern aufgestiegen, meist erfolgt die Endfertigung in Mexiko. Für die USA ist der Nachbar im Süden der zweitgrößte Lieferant technischer Geräte nach China, allen voran Smartphones und Tablets. Das amerikanische Freihandelsabkommen NAFTA, 1994 in Kraft getreten, hat diese engen Beziehungen in den letzten 20 Jahren noch intensiviert. Und obwohl der amtierende US-Präsident im Wahlkampf mit der Abschaffung dieses Abkommens drohte, bleibt es nun erst einmal bestehen.

 

Das Rektoratsgebäude des Monterrey Institute of Technology (links) und die modernen Gebäude von CETEC, einer weiterführenden Hochschule in Monterrey,. Foto: Creative Commons Monterrey, CC BY-SA 3.0

Das Rektoratsgebäude des Monterrey Institute of Technology (links) und die modernen Gebäude von CETEC, einer weiterführenden Hochschule in Monterrey. Foto: Creative Commons Monterrey, CC BY-SA 3.0

 

Der Aufschwung des Technologie-Sektors war nur möglich, weil Mexiko eine große Zahl gut ausgebildeter Arbeitskräfte hat, die in den vergangenen Jahrzehnten bei ausländischen Automobil- oder Pharmafirmen Erfahrungen sammeln konnten. Und die Nähe zu den USA ist natürlich unschlagbar. Aristóteles Sandoval, Regierungschef des Bundeslandes Jalisco, fasst zusammen: “Alle Produkte, die in Jalisco hergestellt werden, können in weniger als 24 Stunden an einem beliebigen Ort in den Vereinigten Staaten sein; und die Zeitzonen sind dazu noch fast identisch.” Neben der geografischen gibt es auch eine gewisse kulturelle Nähe: Mexikaner sprechen alle amerikanisches Englisch, wenn sie Englisch können, und nicht britisches Englisch wie viele Asiaten. Darüber hinaus sind viele Mexikaner mit der nordamerikanische Kultur vertraut.

Natürlich trägt auch das Bildungswesen entscheidend zu diesem Aufschwung bei. Allein das prestigeträchtige Monterrey Institute of Technology unterrichtet über 90.000 Studenten an 31 Standorte im ganzen Land. Und sogar in den entlegenen Ecken des Landes herrscht Aufbruchsstimmung: Der Gründer des ‘Oaxaca State Universities Systems’ beispielsweise, Modesto Seara-Vázquez, betont gerne, dass die Kenntnis einer der dort verbreiteten Indianersprachen seine Studenten für das Erlernen von höherer Mathematik und Computersprachen prädestiniere, da es sich um tonale Sprachen handelt, ähnlich wie das Mandarin. Alle Studenten in dem südlichen Bundesland sprechen in der Regel mindestens drei Sprachen: Mixteco oder Zapotekisch sowie Spanisch und Englisch.

Doch wie schon der Literaturnobelpreisträger Octavio Paz schrieb: Es existieren immer zwei Mexikos parallel, ein entwickeltes und ein unterentwickeltes. Und obwohl sich die Akteure und Themen seit 1950 geändert haben, ist seine Aussage leider immer noch aktuell. Die Nachrichten, die uns aus Mexiko erreichen, handeln viel zu oft von Drogenkriegen, Drogenbossen und politischen Morden.

 

Ingenieursstudenten von UNAM bauen einen mobilen Roboter. UNAM, die Nationale Autonome Universität Mexikos, ist eine der größten und prestigeträchtigsten Hochschulen des Landes. Foto: PumitasUNAM, CC BY-SA 4.0

Ingenieursstudentinnen von UNAM bauen einen mobilen Roboter. UNAM, die Nationale Autonome Universität Mexikos, ist eine der größten und prestigeträchtigsten Hochschulen des Landes. Foto: PumitasUNAM, CC BY-SA 4.0

Es gibt Orte, da treffen die beiden Mexikos direkt aufeinander. Ein solcher Ort ist die Schranke an der Straße, die zu dem einzigen Intel-Forschungsstandort in Lateinamerika führt. Sie sieht aus wie ein militärischer Checkpoint. Innerhalb dieser Schranke geht es nicht mehr um das Zusammenschrauben von Geräten, hier werden die Apps und Chips der Zukunft erfunden. Guadalajara, die Hauptstadt von Jalisco, wird auch das ‘Silicon Valley Mexikos’ genannt, ein Titel, den sie gelegentlich mit Monterrey im Nordosten teilen muss. Hier arbeiten über 25,000 Ingenieure an der Technik von morgen, und seit 2014 flossen mehr als 120 Million US-Dollar Investitionen in Start-Up Unternehmen.

Selbst wenn einem der Abstand zwischen dem Intel-Labor auf einem Hügel oberhalb von Guadalajara und dem Elendsviertel am Fuß des Hügels gewaltig erscheint, und nicht nur in Kilometern, so kann Bildung doch einen Ausweg aus der Teilung des Landes aufzeigen. Wie der neue Bürgermeister von Guadalajara Enrique Alfaro der Washington Post anvertraute: „Absolventen, um die sich sogar Google bemüht, greifen nicht zur Waffe.“ Er deutet damit an, dass es die weit verbreitete Jugendarbeitslosigkeit den Drogenkartellen allzu leicht macht, neue Mitglieder zu rekrutieren. Letztendlich kann nur Bildung den Teufelskreis aus Armut, Drogen und Gewalt durchbrechen. Deshalb setzt der neue Bürgermeister auf MINT-Fächer an den Schulen seiner Stadt, hat ein Hightech-Gewerbegebiet eingerichtet und möchte die lokale Infrastruktur für Unternehmer verbessern. Auf nationaler Ebene hatte Präsident Enrique Peña Nieto bereits 2013 angekündigt, die Ausgaben für Forschung und Bildung deutlich erhöhen zu wollen.

Mario Molina ist der erste Mexikaner, der einen wissenschaftlichen Nobelpreis erhielt. In den frühen 1970er Jahren formulierte er, zusammen mit seinem Chef F. Sherwood Rowland, eine Theorie, wie die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) aus Kühlschränken, Schaumstoffen und Spraydosen in der Stratosphäre die Ozonschicht zerstören. Die beiden Forscher beschrieben, wie FCKW so lange in der Atmosphäre aufsteigen, bis sie schließlich in großer Höhe durch die Sonnenstrahlung aufgespalten werden: Das so freigesetzte Chlor zerstört daraufhin das Ozon. Die Folge war das Ozonloch, eine Ausdünnung der Ozonschicht insbesondere über der Antarktis, die eine stark erhöhte Strahlenbelastung beispielsweise in Australien zur Folge hatte. Doch Molina und Rowland veröffentlichten nicht nur ihre Ergebnisse, sie setzten sich auch öffentlich für ein Verbot der Verwendung von FCKW ein.

Nachdem die Theorie der beiden Chemiker zunächst nicht ernst genommen wurde, unterstützten die Messungen des Ozonlochs in den frühen 1980er Jahren ihre Annahmen. Schließlich wurde im Montreal-Protokoll festgeschrieben, dass alle unterzeichnenden Staaten dafür sorgen, dass in ihren Ländern keine FCKW mehr verwendet werden dürfen. Dieses Protokoll wird von vielen Experten als „wohl der erfolgreichste internationale Vertrag der Welt“ bezeichnet. Molina, Rowland und Paul Josef Crutzen erhielten für ihre Forschung zum Schutz der Atmosphäre 1995 den Chemienobelpreis. In den letzten Jahrzehnten informiert Molina Politiker und die Öffentlichkeit über die Ursachen und Wirkungen des Klimawandels – ebenso leidenschaftlich, wie er seinen Kampf gegen die FCKW geführt hat. Er ist einer der 76 unterzeichnenden Nobelpreisträger, die in der Mainau Erklärung 2015 zum Klimawandel die Regierungen der Welt auffordern, endlich wirksame Klimaschutzpolitik zu betreiben. Diese Erklärung erhält aktuell eine neue Dringlichkeit, weil der amtierende US-Präsident Trump gerade den Klimaschutz seines Vorgängers rückgängig macht.

Molina hat bereits an sechs Lindauer Nobelpreisträgertagungen teilgenommen und vier Vorträge über Klimaschutz gehalten. Wir freuen uns schon auf seinen diesjährigen Vortrag ‘Climate Change: Science, Policy and Risks’, den er am 27. Juni 2017 halten wird.

Einen Tag zuvor ist Mexiko der Gastgeber des International Day. In aller Früh wird Mario Molina am Science Breakfast teilnehmen, das von Christian González Laporte, dem Brüsseler Vertreter der mexikanischen Wissenschaftsorganisation CONACYT, moderiert wird. Am Abend hält CONACYT-Generaldirektor Enrique Cabrero Mendoza einen Vortrag über Forschung in Mexiko. Die Musikgruppe Mariachi El Dorado wird für die passende mexikanische Stimmung sorgen.

 

Mario Molina während seines Lindau-Vortrags über Klimawandel 2012. Molina studierte zuerst an der Universität UNAM, nach Auslandsstudien wurde er dort Hochschulassistent. Seit 2004 unterrichtet er an der University of California in San Diego, zuvor forschte er an der UC in Irvine, am Jet Propulsion Laboratory der NASA, sowie am MIT. In Mexico City hat er ein Institut zur Erforschung der Umwelt und der Energieversorgung gegründet. Foto:

Mario Molina während seines Lindau-Vortrags über Klimawandel 2012. Molina studierte zuerst an der Universität UNAM, nach Auslandsstudien wurde er dort Hochschulassistent. Seit 2004 unterrichtet er an der University of California in San Diego, zuvor forschte er an der UC in Irvine, am Jet Propulsion Laboratory der NASA, sowie am MIT. In Mexico City hat er ein Institut zur Erforschung der Umwelt und der Energieversorgung gegründet. Foto: Christian Flemming/LNLM

Nach dem March for Science: Wie geht es weiter?

Im vergangenen Monat sind in mindestens 600 Städten weltweit Wissenschaftler auf die Straße gegangen, um für die Forschung und eine evidenzbasierten Politikgestaltung einzutreten. US-Präsident Trump hat den Klimawandel wiederholt als „Hoax” bezeichnet und den Nutzen von Impfungen in Frage gestellt. Und nach 100 Tagen im Amt hat die Trump-Administration noch immer keinen offiziellen Wissenschaftsberater benannt.

Auch wenn die Demonstrationen für die Wissenschaft durch aktuelle politische Entwicklungen ausgelöst wurden, so blieben sie doch größtenteils unparteiisch, was den Organisatoren wichtig war. Die Teilnehmer skandierten für Peer-Reviews und trugen Plakate mit Slogans wie „Less Invasions, More Equations”, „At the start of every disaster movie, there’s a scientist being ignored.“ oder “Wissenschaft ist keine Meinung”. Die teils humorvollen Sprüche zeigten Wirkung: An diesem Tag stand die Wissenschaft weltweit im Rampenlicht.

 

In mehr als 600 Städten weltweit, wie hier in München, gingen Tausende für die Wissenschaft auf die Straße. Credit: Lindau Nobel Laureate Meetings

Der March for Science in München am 22. April 2017. Photo: By Lindau Nobel Laureate Meetings

Für viele Wissenschaftler haben sich aus der Frage, ob man sich an der Aktion beteiligen soll oder nicht, anregende Gespräche darüber entwickelt, wie man für die Wissenschaft eintreten kann. Denn Wissenschaftler vermeiden grundsätzlich politische Meinungsäußerungen. Aber im derzeitigen politischen Klima hält so mancher die Bedrohungen für die wissenschaftliche Forschung für zu beängstigend, um weiter zu schweigen.

Staatliche Eingriffe bedrohen die Existenz und die freie Meinungsäußerung akademischer Wissenschaftler in Ungarn und in der Türkei. Und seit dem Verschwinden von Tierdaten im US-Landwirtschaftsministerium gibt es Befürchtungen, dass auch andere Bundesdaten in den USA verloren gehen könnten. Für Wissenschaftler, die sich fragen, wie man vor dem Hintergrund der derzeitigen politischen Verhältnisse für die Wissenschaft eintreten und sich engagieren kann, gibt es keine einfachen Antworten. Aber vielleicht liefert die Geschichte ja solche Handlungsimpulse.

Vor einem Jahrzehnt hat die Harper-Administration Wissenschaftlern im Dienste der kanadischen Regierung verboten, sich in den Medien frei zu äußern. Historische Daten wurden im wahrsten Sinne des Wortes weggeworfen und Umweltforschungseinrichtungen geschlossen. Im Vorfeld der Vorbereitungen der Trump-Administration auf die Regierungsübernahme in den USA haben kanadische Wissenschaftler ihren nordamerikanischen Nachbarn geholfen, ähnliche Situationen zu vermeiden. So haben sie ihre Kollegen bei der Sicherung von Daten unterstützt und sie ermutigt, sich gegen Einschüchterungsversuche zu widersetzen und ihre Stimme gegen jede politische Zensur zu erheben. Damit wollen sie insbesondere Kollegen helfen, die in staatlichen Einrichtungen tätigen sind und weniger Möglichkeiten haben, ihre Meinung zu äußern.

Andere Wissenschaftler reagieren auf die aktuelle Situation, indem sie politisch aktiver werden. So hat etwa Michael Eisen, Genetiker der University of California, Berkeley, Anfang dieses Jahres seinen Wahlkampf um einen Sitz im US-Senat mit dem Plan eröffnet, als erster Evolutionsbiologe in dieser Kammer wissenschaftliches Denken in politische Entscheidungsprozesse einbringen zu wollen.

 

Eines der Poster des March for Science in San Fransisco, Kalifornien am 22. April 2017. Credit: Tom Hilton/Flickr (CC BY 2.0)

Eines der Poster des March for Science in San Fransisco, Kalifornien am 22. April 2017. Photo: Tom Hilton/Flickr (CC BY 2.0)

Wissenschaftliche Kompetenz verleiht politischen Debatten Autorität. Aber der Einfluss dieser Autorität kann kompliziert werden, sobald Debatten auch von Emotionen und wertbasierten Entscheidungen geprägt sind. Für Wissenschaftler, die die Politik beraten, ist es besonders wichtig, sich über die eigene Rolle im Klaren zu sein. Agieren sie als neutrale Vermittler, die wissenschaftliche Informationen für den Argumentationsaustausch auf beiden Seiten der Debatte liefern? Oder nehmen sie eher die Rolle von Aktivisten ein, die mit wissenschaftlichen Informationen persönliche Wertvorstellungen unterstützen? Keine dieser Möglichkeiten ist per se schlecht – aber es gilt, die Unterschiedlichkeit der Ansätze zu erkennen.

Der Chemiker Linus Pauling – der einzige Mensch, der bisher zwei ungeteilte Nobelpreise erhalten hat – ist ein Beispiel für einen Wissenschaftler, der eindeutig die Rolle eines Aktivisten übernahm. Pauling war während der Atomwaffentests in den 1950er-Jahren einer von vielen bekannten Wissenschaftlern, die mit den Medien, der Öffentlichkeit und der US-Regierung über die Notwendigkeit gesprochen haben, die Waffentests zu beenden. Als Pazifisten vertraten die Mitglieder dieser Gruppe zudem ihre tiefste persönliche Überzeugung, dass alle Kriege beendet werden müssen.

 

Linus Pauling, der einzige Nobelpreisträger, der zwei ungeteilte Nobelpreise erhielt, war in den 1950er und 1960er Jahren auch ein freimütiger politischer Aktivist. Photo: By Nobel Foundation (http://nobelprize.org/), via Wikimedia Commons

Linus Pauling, der einzige Nobelpreisträger, der zwei ungeteilte Nobelpreise erhielt, war auch ein freimütiger politischer Aktivist in den 1950er und 1960er Jahren. Photo: By Nobel Foundation, via Wikimedia Commons

Ende der 1950er-Jahre fokussierte Pauling seine Botschaft auf die umfassenden gesundheitlichen Auswirkungen des Fallouts – der radioaktiven Teilchen, die nach einer Atombombenexplosion in die Atmosphäre freigesetzt werden. Bei einer Fernsehdebatte, die 1958 übertragen wurde, betonte er die potenziellen Gefahren von Atomwaffentests, indem er darauf aufmerksam machte, dass jedes Jahr Tausende von Kindern vom Fallout betroffen sein könnten. Wissenschaftliche Erkenntnisse waren ein wichtiger Bestandteil seiner Argumentation und Pauling lenkte auch dann hartnäckig immer wieder die Aufmerksamkeit auf diese Aspekte, wenn sein Diskussionspartner das Thema wechseln wollte. Aber Pauling machte in seinen Ausführungen ebenso deutlich klar, dass seine pazifistischen Wertvorstellungen für seinen Standpunkt mitverantwortlich sind.

Paulings politisches Engagement mündete schließlich in einem internationalen Abkommen über die Einschränkung und das Verbot von Kernwaffentests. Für seine Arbeit wurde er 1962 mit dem Friedensnobelpreis ausgezeichnet. Wenn auch Sie weiterhin für die Wissenschaft eintreten wollen, aber nicht im dem Maße politisch aktiv werden wollen wie Pauling, gibt es eine gute Nachricht: Es bieten sich viele Möglichkeiten, sich dennoch zu engagieren.

Ein Toolkit für Lobbyarbeit, das die American Association for the Advancement of Science veröffentlich hat, nennt drei Optionen: die eigenen Wissenschaftserfahrungen teilen, sich mit anderen Wissenschaftlern zusammentun und austauschen und mit Entscheidungsträgern reden. Kommunikation in diesem Zusammenhang kann beispielsweise bedeuten, die Absichten und Auswirkungen der eigenen Forschung zu verdeutlichen, mit Journalisten zu reden oder sich in Schulen vor Ort am naturkundlichen Unterricht beteiligen. Kontakt zu anderen Wissenschaftlern ist auch über soziale Medien und die Mitarbeit in Fachgesellschaften möglich.

Wie auch immer Sie sich engagieren: Finden Sie einen Weg, mit dem Sie sich identifizieren können. Erzählen Sie Freunden über anstehende Wahlen, die sich auf Ihren Forschungsbereich auswirken könnten. Beschäftigen Sie sich mit den Prozessen rund um die Wissenschaftspolitik oder zeigen Sie in Ihrem persönlichen Umfeld als Wissenschaftler Präsenz. Die aktuelle Politik kann wissenschaftliche Forschung erschweren. Aber beim March for Science war auf einem Banner eine gute Devise für den Blick nach vorne zu lesen: “Denke wie ein Proton: Bleib immer positiv.”

Tomas Lindahl, Entdecker der DNA-Reparatur

Heute wissen wir, dass unsere DNA jeden Tag durch UV-Strahlung, freie Radikale und andere schädliche Substanzen beschädigt wird. Und selbst ohne äußere Einflüsse unterliegt das Erbgut in unseren Zellen ständigen Veränderungen, beispielsweise während der Zellteilung. Doch in den 1960er Jahren dachte man, die DNA-Doppelhelix sei extrem stabil – ihre Struktur war erst ein Jahrzehnt zuvor entdeckt worden.

 

Tomas Lindahl bei der Nobelpressekonferenz in Stockholm im Dezember 2015. Er arbeitete viele Jahrzehnte in Großbritannien und jetzt emeritierter Direktor von Cancer Research UK/Clare Hall Laboratory. Foto: Holger Motzkau, CC BY-SA 3.0

Tomas Lindahl bei der Nobelpreis-Pressekonferenz in Stockholm im Dezember 2015. Er forschte viele Jahrzehnte in Großbritannien und ist jetzt emeritierter Direktor von Cancer Research UK/Clare Hall Laboratory. Foto: Holger Motzkau, CC BY-SA 3.0

Im Jahr 1969 machte sich Tomas Lindahl nun daran, die Stabilität oder Instabilität der menschlichen DNA experimentell zu erforschen. Diese Fragestellung galt damals als derartig abwegig, dass er sich nicht traute, Forschungsgelder hierfür zu beantragen. Stattdessen verwendete er andere Gelder, die bereits bewilligt waren.

Schon als Postdoc in den USA hatte er festgestellt, dass tRNA unter bestimmten Bedingungen erstaunlich instabil sein kann. Das widersprach zwar der herrschenden Vorstellung, dass DNA sehr stabil ist, doch da RNA in der Regel einsträngig vorkommt, könnte der fehlende Strang eine Erklärung hierfür liefern. Seine Kollegen vermuteten sogar, er hätte die Probe mit seinen Fingern verunreinigt und so unwissentlich die Ergebnisse verfälscht. Trotz aller Zweifel konnte Lindahl diese Entdeckung nicht vergessen, ebenso wenig die Frage, ob DNA nun stabil ist oder nicht.

In den USA hatte er als Erster die bis dahin unbekannten Enzyme DNA-Ligase und DNA-Exonuclease beschrieben, beide sind wichtige Komponenten der DNA-Reparatur. Doch damals „hatten wir nicht die Technik, die wir gebraucht hätten, um zu versuchen, ihre genaue Rolle in den Vorgängen im Zellinnern zu entschlüsseln“, schreibt Tomas Lindahl in seiner Autobiografie auf Nobelprize.org.

Zurück in Stockholm begann Lindahl nun ernsthaft mit der Suche nach DNA-Abbauprozessen, er hatte mittlerweile sein eigenes kleines Labor. Zunächst führte er ein paar Vorversuche durch, und „wenn diese nicht aussagekräftig gewesen wären, dann hätte ich das Projekt sang- und klanglos beerdigt“, erklärt er in seiner Nobel Lecture in Stockholm Ende 2015. Diese Versuche stellten sich jedoch als sehr vielversprechend heraus, daher plante er als nächstes eine aufwändige Versuchsreihe „um die langsame Zersetzung von DNA unter physiologischen Bedingungen zu charakterisieren und zu quantifizieren“.

Er stellte fest, dass tatsächlich einige Bausteine der DNA-Basen sich in seinen Proben von der DNA lösten. Als Konsequenz davon veränderten sich auch die verbliebenen Basen; „die wichtigste Veränderung stellt hierbei die Desaminierung von Cytosin zu Urasil dar“. Dieser Prozess wird in der Grafik unten beschrieben. ‘Desaminierung’ beschreibt den Verlust einer Aminogruppe.

Als sich Lindahl nun daran machte, die gefundenen Veränderungen zu quantifizieren, stellte er fest, dass es in jeder Säugetierzelle jeden Tag tausende DNA-Veränderungen gibt – eine Größenordnung, die die Entwicklung von Leben auf der Erde eigentlich hätte verhindern müssen. Die zwingende Schlussfolgerung war: Es muss ausgefeilte DNA-Reparaturmechanismen geben, die rund um die Uhr Fehler aufstöbern und beseitigen.

 

Base excision repair

 

Schritt für Schritt gelang es Lindahl nun, den DNA-Reparaturweg zu beschreiben, der heute als Basen-Exzisionsreparatur (base excision repair) bekannt ist. Damit das Finden, Entfernen und Ersetzen von beschädigten Nukleotiden funktionieren, müssen viele verschiedene Enzyme zusammenarbeiten. Wie bereits erwähnt, neigt das Nukleotid Cytosin dazu, eine Aminogruppe zu verlieren, das Ergebnis ist eine Base namens Uracil. Nur leider kann Uracil mit dem gegenüberliegenden Guanin keine Wasserstoffbrücken bilden. Das Enzym DNA-Glykolase entdeckt diesen Defekt und entfernt das Uracil. Weitere Enzyme beseitigen die letzten Basenreste. Das Enzym DNA-Polymerase füllt nun die Lücke mit Cytosin und DNA-Ligase verschließt am Ende den Strang: Endlich konnte Lindahl die Funktion jenes Enzyms beschreiben, das er Jahre zuvor entdeckt hatte.

Im Jahr 2015 erhielten Tomas Lindahl, Paul Modrich und Aziz Sancar den Chemienobelpreis für ihre Studien zur DNA-Reparatur. Während sich Lindahl vor allem mit dem Austausch einzelner Basen befasste, untersuchte Sancar den Austausch von größeren DNA-Abschnitten von bis zu 30 Basenpaaren. Nötig wird dieser Austausch vor allem bei typischen UV-Schäden. Modrich wiederum studierte den Prozess der Zellteilung, hierbei vor allem Basenfehlpaarungen und wie diese repariert werden können (mismatch repair).

Die von Lindahl entschlüsselte ‘Basen-Exzisionsreparatur’ ist also nicht der einzige DNA-Reparaturweg: Er ist einer unter vielen, wenn auch ein sehr wichtiger. Und wir dürfen auch nicht vergessen, dass noch nicht alle Reparaturwege bekannt sind. Wenn es also zahlreiche Reparaturwege gibt, dann benötigen diese eine noch unbekannte Anzahl von Enzymen, damit sie funktionieren. Und jedes dieser Enzyme stellt wiederum einen vielversprechenden Ansatzpunkt für neue Krebstherapien dar, denn wer die Bildung eines dieser Enzyme unterdrücken kann, der unterdrückt damit oft auch die DNA-Reparatur. Da Krebszellen ebenfalls auf solche Reparaturwege angewiesen sind, kann dies als Ansatzpunkt zur Entwicklung neuer Medikamente genutzt werden, die weniger Nebenwirkungen haben, das ist zumindest die Hoffnung. Tomas Lindahl selbst bezeichnet die DNA-Reparatur als ein ‘zweischneidiges Schwert’: Einerseits brauchen gesunde Zellen diese Reparaturwege um gesund zu bleiben, andererseits benutzen Krebszelle dieselben Mechanismen, um weiterhin Schaden anrichten zu können.

 

Schauspielerin Angelina Jolie im Mai 2012. Ein Jahr später machte sie ihre Entscheidung öffentlich, sich aufgrund einer BRCA-Mutation mehreren Operationen zu unterziehen, um ihr Krebsrisiko zu senken. Foreign and Commonwealth Office, Open Government Licence v1.0 (OGL)

Schauspielerin Angelina Jolie im Mai 2012. Ein Jahr später machte sie ihre Entscheidung öffentlich, sich aufgrund einer BRCA-Mutation mehreren Operationen zu unterziehen um ihr Krebsrisiko zu senken. Foto: Foreign and Commonwealth Office, Open Government Licence v1.0 (OGL)

Auf Grundlage dieser Forschung werden nun konkrete Krebsmedikamente entwickelt, die möglichst die Reparatur von Krebszellen verhindern und gleichzeitig gesunde Zellen so wenig wie nötig belasten sollen. Ein solches Medikament wird in dem wissenschaftlichen Begleitmaterial der Königlichen Schwedischen Akademie der Wissenschaften genannt: Olaparib, ein sogenannter PARP-Inhibitor, der ein bestimmtes Enzym der DNA-Reparatur hemmt. Es ist zugelassen zur Behandlung von Eierstockkrebs, wenn eine der beiden Genmutationen BRCA1 oder BRCA2 vorliegt.

Frauen mit einer dieser Mutationen haben im Durchschnitt ein fünffach erhöhtes Brustkrebsrisiko und ein bis zu 30-fach erhöhtes Risiko an Eierstockkrebs zu erkranken. Die BRCA-Mutationen wurden weltweit bekannt, als die berühmte Hollywood-Schauspielerin Angelina Jolie im Jahr 2013 öffentlich machte, dass sie selbst Trägerin der Mutation BRCA1 ist und sich deshalb präventiv das Brustgewebe und später auch die Eierstöcke entfernen ließ. Nach dieser öffentlichen Erklärung stieg weltweit die Nachfrage nach solchen Tests, mit denen vor allem Frauen aus Risikogruppen oder -familien Klarheit über ihren Genstatus bekommen können.

In seiner Nobel Lecture erklärte Tomas Lindahl, dass es wahrscheinlich viele kleine Moleküle gibt, die unsere DNA schädigen können, die aber noch gar nicht als dafür bekannt sind. „Deshalb gibt es auch noch zahlreiche DNA-Reparaturwege, die darauf warten entdeckt zu werden.“ Und jeder einzelne neu entdeckte Reparaturprozess kann als neue Chance für Krebspatienten gesehen werden. Lindahls Hoffnung für die Zukunft ist, dass Krebs „eine Alterskrankheit wird, ähnlich wie Typ-2-Diabetes“: Man muss Medikamente dagegen nehmen, aber man kann mit der Erkrankung leben und sich dabei einer hohen Lebensqualität erfreuen.

Diesen Sommer wird Tomas Lindahl zum ersten Mal die Lindauer Nobelpreisträgertagung besuchen. Wir freuen uns sehr darauf, ihn in Lindau begrüßen zu dürfen, und freuen uns auf seinen Vortrag über DNA-Reparatur.

 

Die Helix-Brücke in Singapur. Ihr Design wurde von der DNA-Doppelhelix inspiriert. Das sieht man besonders gut bei Nacht, wenn die vier Buchstaben G, C, A und T in verschiedenen Farben leuchten. Sie stehen für Cytosin, Guanin, Adenin und Thymin, die vier Grundbausteine der DNA. Foto: joyt/iStock.com

Das Design der Helix-Brücke in Singapur wurde von der DNA-Doppelhelix inspiriert. Das sieht man besonders gut bei Nacht, wenn die vier Buchstaben G, C, A und T in verschiedenen Farben leuchten. Sie stehen für Cytosin, Guanin, Adenin und Thymin, die vier Grundbausteine der DNA. Foto: joyt/iStock.com