Der holistische Mensch. Johannes Huber
teilen. Damit könnte Großes anzufangen sein. Vielleicht helfen sie dem Immunsystem ja dabei, Krebszellen zu beseitigen. Anzeichen dafür gibt es. Nach Virusinfektionen kommt es immerhin gelegentlich zu Spontanheilungen oder zumindest entscheidenden Verbesserungen bei Krebs.
Viren sind also weit nützlicher, als man ihnen zugesteht.
Bei den großen Sprüngen des höheren Lebens haben sie fraglos eine große Bedeutung. Zwischen Mensch und Virus gibt es demnach so etwas wie eine Ko-Evolution. Ihr Beitrag zur Bildung der Plazenta ist ein Teil davon. In dem Fall waren die Viren eine derartige Bereicherung für ihren Wirt, dass eine ganz neue Art entstanden ist: die Säugetiere und mit ihnen der Mensch.
Dass Viren die Immunsituation des Wirtes verändern und ihn somit in der Evolution derart nach vorne katapultieren können, ist dennoch eine sehr neue holistische Interpretation. Befeuert wird sie durch die Entdeckung der Genscheren.
Es war keine Erkenntnis, die über Nacht in die Welt der Wissenschaft einbrach. Das tun Forschungsergebnisse nie, schon die eigentliche Arbeit in der Abgeschiedenheit eines Labors ist langwierig und aufwendig. Die Wissenschaft ist nicht immer von eiligem Charakter. Auch wenn sie im generellen Fortschritt in gewaltigen Stiefeln und mit Riesenschritten unterwegs ist, lässt sich die Natur ihre Geheimnisse im Einzelnen nur unter Ächzen abringen. Sind alle Studien fertig, die Statistiken ausgewertet, der Artikel geschrieben, geht noch etliche Zeit drauf, bis die Welt die Neuigkeiten erfährt. Die großen Wissenschaftsmagazine wie Science oder Nature, in denen nur Themen veröffentlicht werden, die durchbruchverdächtig sind, haben lange Begutachtungszeiten. Allein bis einmal feststeht, ob es sich um einen solchen Durchbruch handeln könnte, dauert es mindestens ein Jahr. Ich walze das deshalb ein bisschen aus, weil es im Falle der Genscheren eine Rolle spielt.
Die Vorgeschichte beginnt vor zwanzig Jahren. Um die nicht ganz unkomplizierte Materie zu verstehen, unternehmen wir einer Art Science-Hopping durch die Forschungsgeschichte.
Erste Station: die Universität Alicante. Als ein gewisser Francisco Mojica dort seine Doktorarbeit schrieb, beschäftigte er sich mit einem Archaebakterium aus den Salzmarschen der spanischen Costa Blanca. Beim Untersuchen des Erbguts der Mikrobe fiel ihm etwas Seltsames auf. Mehrere Sequenzen in der Länge von 30 sogenannten Buchstaben wiederholten sich immer wieder in Abständen von jeweils etwa 36 Buchstaben.
Langmütig, wie die Wissenschaft eben ist, ließ sie erst Jahre später erkennen, was das zu bedeuten hatte. In DNA-Banken fand Mojica, dass diese Wiederholungen etwas mit der Erbgut-Sequenz eines Virus zu tun haben, das Bakterien befällt. Wenn das Bakterium die Virus-DNA speichert, wird es gegen das Virus immun.
Machen wir es kurz: Mojica war auf eine Art Immunsystem der Bakterien gestoßen.
Vor zehn Jahren kämpften dann die Franzosen Philippe Horvath und Rodolphe Barrangou für ein Unternehmen, das Milchprodukte erzeugte, mit dem Problem häufiger Virusinfektionen in den Milchsäurebakterien. Dabei stießen die Biowissenschaftler auf ähnliche Buchstabenwiederholungen wie Mojica.
Der Stand der Dinge damals war: Wenn das im Wirtsgenom gespeicherte Virus abgelesen wird, löst das einen Selbstschutzmechanismus aus. Das Viruspartikel wird zerstört, wenn es wiederkommt. Und zwar mit einer Schere.
Wie das geht, konnten dann Luciano Marraffini und Erik Sontheimer erklären. Das Ganze ähnelt den Ermittlungen in einem Kriminalfall.
Ein Bakterium wird von einem Virus angegriffen. Wenn es den überlebt, baut es ein Stück vom Erbgut des Virus zwischen zwei Wiederholungen ein. Quasi als Fahndungsfoto. Taucht das gleiche Virus wieder auf, lenkt die Sequenz, die das Fahndungsfoto enthält, die Schere zu seiner Erbinformation. Die Schere schnappt zu, und um das Virus ist es geschehen.
Diese Schere bezeichnet man als CRISPR/Cas. Die Abkürzung CRISPR steht für Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, was so viel wie »regelmäßige Wiederholungen« bedeutet. Und die Abkürzung Cas wenig fantasievoll für CRISPR-associated.
Von hier führt uns unser Wissenschafts-Hopping nun annähernd gleichzeitig nach Wien, nach Berkeley, nach Litauen und nach Massachusetts. Überall dort fanden Forscherinnen und Forscher heraus, wie dieser Mechanismus gezielt angewendet werden kann, um Erbgut zu verändern.
Emmanuelle Charpentier von der Wiener Uni und Jennifer Doudna von der University of California in Berkeley haben gezeigt, wie mit den CRISPR/Cas-Scheren auch Bakterien-DNA zerschnitten werden kann. Die beiden hatten ihre Kräfte vereint und beeindruckten die Redaktion des Magazins Science. Die Begutachtung, ob der Artikel für eine Veröffentlichung infrage käme, wurde beschleunigt. Die Antwort war ein Ja. Damit konnten sich die Verfasserinnen schon einmal auf weltweiten Ruhm einstellen. Charpentier und Doudna werden am 17. August 2012 vermutlich einen sauteuren Champagner entkorkt haben. An dem Tag publizierte Science ihren Artikel.
Ich gebe das auch deshalb so genau wieder, weil der Erfolg immer viele Eltern hat, aber nicht alle zu denselben Ehren kommen. Im Falle der Genscheren blieb der Biochemiker Virginijus Šikšnys über, obwohl er an der Universität in Vilnius mit einem internationalen Team zu denselben Schlüssen gekommen war. Allerdings war über seine Leistung erst einige Tage später zu lesen. Zu dem Zeitpunkt wurden Charpentier und Doudna bereits als die neuen Stars am Himmel der Wissenschaft gefeiert. Aber ganz leer ausgegangen ist Virginijus Šikšnys auch nicht. Fünf Patentanmeldungen gehen auf sein Konto.
Über das wichtige Patent zur Anwendung der CRISPR/Cas-Scheren tobt zurzeit ein ziemlicher Streit. Feng Zhang vom Massachusetts Institute of Technology hat die Methode nämlich verfeinert und auch für menschliches Erbgut anwendbar gemacht. Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna konnten nur an Bakterien herumschneiden. So hat Feng Zhang das Patent für die Anwendung von CRISPR/Cas am Menschen, während Charpentier und Doudna nur das weniger lukrative Patent für die Anwendung an Bakterien besitzen.
Und woher kommt diese Schere ursprünglich? Vom Virus.
Alle diese Forschungsergebnisse zeigen also, dass die Viren in der ganzheitlichen Betrachtung der Dinge ihren Platz erobert haben, und zwar nicht in ihrer Funktion als ewige Krankheitserreger. Sie können mehr und stehen mit Bakterien und Säugetierzellen in einer noch nicht ganz klaren Kooperation.
Stellt sich die Frage, ob nicht auch in den biologischen Systemen, ähnlich wie Anton Zeilinger es für die physikalischen vermutet, eine Information über eine Balance des Lebendigen steckt. Die Überlegung liegt nahe. Denn auch die Viren haben seither nicht untätig zugesehen, wie sie von Bakterien zerschnitten werden. Sie konnten in der Zwischenzeit eine Überlebensstrategie entwickeln, die sie vor der Zerstückelung schützt.
Es ist ein riesengroßes Puzzle, und die einzelnen Steinchen werden am ganzen Erdball darauf abgeklopft, ob sie ins Große und Ganze passen. Mit jedem Steinchen werden die Verbindungen, die die Natur hergestellt hat, immer logischer. Die Evolution bekommt zusehends etwas Nachvollziehbares. Dabei an ein beliebiges Roulette zu glauben, geht fast nicht mehr.
Kann wirklich alles einem Zufallsgenerator überlassen gewesen sein? Oder steht ein wunderbares holistisches Prinzip dahinter, dem wir in der Forschung nachjagen?
Das Weiterleben in den anderen
Näher als Mutter und Kind in der Schwangerschaft können sich zwei Menschen nicht sein. Ein Körper im anderen, nicht bloß zu einem Teil wie Mann und Frau in der Vereinigung beim Liebesakt, sondern zur Gänze. Das Kind wohnt in der Mutter, neun Monate lang. Näher geht es nicht.
Das Haus der Mutter ist für beide da, aber der Embryo hat eine separate Wohnung. Anders wäre so eine WG nicht möglich. Die Organismen müssen in ihren Blutkreisläufen komplett voneinander getrennt sein, dafür sorgt die Plazenta. Aus ihr bekommt das Kind über die Nabelschnur geliefert, was es braucht. Ansonsten verhindert diese Schranke jeden Zellaustausch, den die Immunsysteme auch nicht tolerieren würden. So haben wir das in Biologie gelernt, so glaubte es lange Zeit die Medizin.
Jetzt weiß man: Die Plazenta schottet nicht bedingungslos ab. Sie lässt Stammzellen durch. Und die bleiben im Körper der Mutter. Auch nach der Geburt.
Umgekehrt bleiben mütterliche Zellen auch im Organismus des Kindes