Heinz Maier-Leibnitz-Preis für zwei LMU-Wissenschaftler

Zwei Forscher der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München gehören zu den sechs Nachwuchswissenschaftlern, die in diesem Jahr den mit je 16.000 Euro dotierten Heinz Maier-Leibnitz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erhalten.

Dr. Christian Wild, 32, Leiter der Arbeitsgruppe Coral Reef Ecology (CORE) am Zentrum für Geobiologie und Biodiversitätsforschung der LMU, kurz GeoBio-CenterLMU, betritt mit seiner Arbeit Neuland: Er untersucht vor allem die Rolle von Korallen als Ingenieure ihres Ökosystems sowie insbesondere deren Abgabe von organischem Material und Interaktionen mit Mikroorganismen. Dieses neue Forschungsfeld ist unter anderem für die Kenntnis und den Schutz moderner Korallenriffe von Bedeutung. Dr. Veit Hornung, 30, der vor kurzem von der Abteilung für Klinische Pharmakologie am Klinikum der Universität München an die University of Massachusetts, USA, wechselte, erhielt den Preis für seine Forschung an den Mechanismen, wie das Immunsystem virale Erbsubstanz erkennt. Das könnte die Entwicklung von neuartigen Wirkstoffen für die Therapie von viralen, aber auch von Tumorerkrankungen ermöglichen. In diesem Jahr wird der nach dem früheren DFG-Präsidenten und Atomphysiker Heinz Maier-Leibnitz benannte Preis zum 30. Mal verliehen.

Veit Hornung arbeitet an RNA, einer unserem Erbmolekül DNA nahe verwandten Nukleinsäure mit entsprechender Funktion bei vielen Viren. Kurze interferierende Ribonukleinsäuren, „short interfering RNA“ oder siRNA, werden seit kurzem eingesetzt, um die Bildung beliebig wählbarer Proteine in der Zelle gezielt abzuschalten. Hornung und Kollegen gelang vor einiger Zeit, die Interaktion dieser Klasse von Nukleinsäuren mit dem Immunsystem bei einer derartigen RNA-Interferenz aufzuklären. Bis dahin wurde vermutet, die RNA-Stücke seien zu klein, um erkannt zu werden und um so das Immunsystem zu aktivieren. Mit dieser Arbeit gelang es aber, eine hoch spezialisierte Immunzelle zu identifizieren, die tatsächlich auch sehr kleine Nukleinsäurestücke effektiv erkennt. Dabei handelte es sich um einen alten Bekannten: Die plasmazytoide dendritische Zelle erkennt sehr spezifisch Viren und versetzt dann über die Ausschüttung eines bestimmten Interferons das Immunsystem in Alarmzustand. Insgesamt war damit ein neuer Mechanismus aufgeklärt, über den das Immunsystem virale Nukleinsäuren erkennt und sich gegen die Erreger zur Wehr setzt. Das wiederum eröffnet den Weg zu einem therapeutischen Einsatz der Nukleinsäurestücke für eine gezielte Hemmung von krank machenden Proteinen durch die Nutzung ihrer immunologischen Aktivität. Zudem könnten auch RNA-Stücke generiert werden, mit denen das Immunsystem gezielt gegen Virusinfektionen gesteuert wird – und dank großer Übereinstimmungen der zugrunde liegenden Mechanismen auch gegen Tumoren.

In einer weiteren Studie konnte Veit Hornung mit Kollegen zeigen, wie von Viren befallene Zellen deren Angriff abwehren. Die Erreger sind nämlich auf den Stoffwechsel der Wirtszellen, in die sie eindringen, angewiesen, um eine neue Virengeneration zu produzieren. Sie nutzen dann gefälschte Befehle, die dennoch nicht in jedem Fall die Zellen überlisten können. Viren starten einen Angriff, indem sie ihre Erbsubstanz in befallene Zellen injizieren. Diese soll dann den zellulären Stoffwechsel so umprogrammieren, dass nur noch virale „Einzelteile“ produziert und zu neuen Erregern zusammengebaut werden. Doch oft erkennen Zellen die virale RNA und lösen entweder eine Immunattacke oder den eigenen Selbstmord aus. Wie Zellen aber das fremde Erbgut erkennen, war lange unbekannt. Hornungs Arbeit konnte nun aufdecken, dass die regulären Anweisungen aus dem Zellkern eine Art Unterschrift tragen, die der viralen RNA fehlt. Diese molekulare Signatur, die sich am Kopf der Nukleinsäurekette befindet, kommt in den Zellen aller Tiere und Pflanzen vor. Sie ist immer das Signal, dass es sich tatsächlich um zelleigene RNA handelt. Die Erkenntnis, dass RNAs ohne diese Unterschrift die Immunantwort anregen und Zellen in den Selbstmord treiben, eröffnet eine völlig neue Perspektive für die Therapie von Virusinfektionen und wiederum auch für Tumorerkrankungen. So ist denkbar, RNA-Ketten ohne das zelluläre Signal als Abwehrsignal in Krebszellen einzuschleusen oder mit Hilfe der Nukleinsäuren eine antivirale Immunantwort auszulösen.

Christian Wild ist ein „Grenzgänger“ zwischen den Wissenschaften: Als Biologe arbeitet er zwar auch mit Fachkollegen zusammen, kooperiert aber ebenso mit Ökologen, Paläontologen und Geochemikern. Sein Fachgebiet, die Erforschung von Stoffkreisläufen in Warm- und Kaltwasserkorallenriffen, erfordert einen derart interdisziplinären, biogeochemischen Ansatz. Korallen gehören zu den Nesseltieren und leben ausschließlich im Meer. Hartkorallen können gigantische Kolonien bilden, die sich aus Millionen von Einzeltieren zusammensetzen. Riffe, die durch die kalkigen Skelette der Korallen entstehen, können sich über Tausende von Kilometern erstrecken und sind sogar vom Weltraum aus sichtbar. Korallenriffe gehören zu den Lebensräumen mit der höchsten Biodiversität und haben daher eine enorme ökologische Bedeutung. Trotzdem sind viele wichtige Faktoren, die für das Funktionieren des Ökosystems verantwortlich sind, nicht verstanden. Christian Wilds besonderes Augenmerk gilt in diesem Zusammenhang der Rolle von Korallen als Ingenieure ihres Ökosystems und dabei vor allem der Funktion bestimmter organischer Ausscheidungen, die von den Korallen abgesondert werden. Dabei arbeitet er nicht auf der Organismenebene, sondern verfolgt einen ökosystemaren Ansatz. Für seine ersten Arbeiten zu dieser Thematik erhielt er 2005 die Otto-Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft.

Die von Christian Wild und seinen Mitarbeitern untersuchten Prozesse haben große Bedeutung für das Verständnis fossiler Korallenriffe und deren moderne Nachfahren, nicht zuletzt auch für die Klimafolgenabschätzung. Die organischen Ausscheidungen der Nesseltiere wurden in ihrem Einfluss auf Riffökosysteme bislang vollkommen unterschätzt. Wie relevant Christian Wilds Arbeit ist, zeigt sich auch daran, dass er seit Mai 2005 als Berater für Themen, die Korallenriffe betreffen, für die UNESCO tätig ist, die „United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization“ der Vereinten Nationen. Christian Wild arbeitet seit einem knappen Jahr als Emmy Noether-Nachwuchsgruppenleiter am GeoBio-CenterLMU. Er hat zahlreiche Publikationen, unter anderem eine Titelgeschichte im Fachmagazin „Nature“, vorzuweisen sowie erfolgreich Drittmittel eingeworben, so auch für Forschungen an Kaltwasserkorallenriffen im Rahmenprogramm „Eurodiversity“ der European Science Foundation (ESF). Christan Wild befindet sich noch bis Anfang April auf einer Feldreise in Thailand.

Ansprechpartner:
Dr. Christian Wild
GeoBio-CenterLMU
Tel.: 0066-84-44-35-887
E-Mail: c.wild@lrz.uni-muenchen.de
Dr. Veit Hornung
Division of Infectious Diseases and Immunology
University of Massachusetts Medical School
Worcester, Massachusetts, USA
Tel.: 001-508-856-6534 oder 001-508-410-0112
E-Mail: veit.hornung@umassmed.edu