Ein Fliegenheer packt aus

Sie nimmt "Drosophila" unter die Lupe - und forscht an der Verpackung ihrer DNA: Impressionen aus Alexandra Lussers Welt der Fliegen.

Draußen, auf der rosaroten Blütenpracht der japanischen Kirschbäume, wäre es hübsch, ein Insekt zu sein. Aber bequemer ist es sicherlich hier drinnen: Konstante 25 Grad, perfekte Luftfeuchtigkeit und ein Eldorado aus Hefe und Essig. "Der Geruch ist nicht leicht auszuhalten", warnt die junge Frau, bevor sie die Tür ins Revier der "Drosophila" öffnet. "Aber irgendwann gewöhnt man sich daran."

Hier sind sie also, Alexandra Lussers Objekte der Begierde: hunderte, tausende Fruchtfliegen, gefangen in Käfigen aus Glas und feinstporigem Netz. 25 bis 30 verschiedene Stämme werden in diesem kleinen Raum in der Sektion Molekularbiologie am Biozentrum der Medizinischen Universität Innsbruck gezüchtet - und in den wenigen Tagen ihrer Existenz intensiv beforscht. "Ein richtiges Fliegenlabor würde wohl darüber lachen", erzählt Lusser schmunzelnd, "dort hat man hunderte verschiedene Stämme." Für die Zwecke der 35-jährigen Forscherin reicht freilich auch dieses bescheidene Fliegenarsenal. Nach und nach werden die Tierchen - "stillgelegt" durch betäubendes Kohlendioxid - unter Lussers Mikroskop ein großes Geheimnis offenbaren: das, was ihr Erbgut im Innersten zusammenhält.

Abgepacktes Leben

"Die DNA liegt ja nicht als Faden in der Zelle, sondern ist ganz dicht verpackt und in einer bestimmten Struktur angeordnet", erklärt Lusser später in ihrem Labor mit Blick auf die Innsbrucker Bergwelt. "Chromatin" nennt man dieses raffiniert verpackte Material. Rund 1,2 Meter lang ist etwa die menschliche DNA im unverpackten Zustand. Diese Länge in einem Zellkern von zwei Mykrometern (zwei tausendstel Millimeter) unterzubringen, erfordert von der Natur hohe Kunstfertigkeit. "Die DNA wickelt sich dabei um kleine Proteine herum, die so genannten Histone. Das schaut im Elektronenmikroskop aus wie eine Perle", erzählt die Molekularbiologin. Weil viele Perlen nebeneinander liegen würden, spreche man auch von "Perlenkettenstruktur". "Diese Perlenkette wird dann weiter aufgewunden zu schleifenartigen Formen, die immer weiter komprimiert werden - bis die Chromosomen sichtbar sind." Welche Mechanismen nun für den Aufbau dieser Chromatinstruktur zuständig sind - und wie es überhaupt möglich wird, darin Gene abzulesen oder Reparaturen durchzuführen, versucht Lusser anhand ihrer Fliegen zu entschlüsseln.

Mit großem Erfolg: So ist es der jungen Spitzenforscherin gelungen, im Rahmen eines dreijährigen Forschungsaufenthaltes an der University of California in San Diego jenes Eiweiß zu identifizieren, das wesentlich an der Herstellung der Chromatin-Struktur beteiligt ist: CHD1. "Das ist ein so genanntes Motorprotein, das die ,Perlen' entlang der DNA verschieben kann und auch dafür sorgt, dass sie überhaupt entstehen können", erklärt Lusser. Schaltet man bei Fruchtfliegen-Mutanten das CHD1-Gen - oder den verwandten Faktor ISWI - aus, so wird die DNA nicht mehr verpackt, sondern bleibt lose und damit äußerst anfällig für Schäden. Die Folgen sind dramatisch: Drosophila stirbt bereits im Embryonal-oder Larvenstadium. Wann genau sie das Zeitliche segnet, lässt wiederum darauf schließen, in welche Prozesse CHD1 konkret verwickelt ist - im Organismus der Fliege wie auch jenem des Menschen. "Wir wissen, dass Veränderungen in der Chromatin-Struktur bei der Entstehung von Krebserkrankungen eine wichtige Rolle spielen", meint Lusser. "Ob ein Motorprotein durch seine Veränderung Krebs auslöst oder ob es sich erst in der Krebsentwicklung verändert, wissen wir noch nicht." Fragen genug also für die Forscherin, die zur Lösung dieses Problems 2005 den START-Preis erhalten hat - dotiert mit 1,2 Millionen Euro.

Dass sie mit Biologie in solche Dimensionen vordringen könnte, hätte sich die gebürtige Osttirolerin in ihrer Schulzeit nicht einmal träumen lassen. "Ich habe mich schon immer sehr für dieses Fach interessiert und war auch immer fasziniert, wenn uns die Lehrerin auf Spaziergängen Blumen gezeigt hat", erinnert sie sich, "aber damals hat es noch geheißen: naja, die Blümchenzähler." Kurzzeitig erwärmt sich die Lienzer Gymnasiastin deshalb für die Archäologie. "Aber auf einer Messe hat man mir gesagt, dass pro Jahr zwei Archäologen fertig werden und keiner der beiden einen Job bekommt - das wollte ich dann auch nicht." Die junge Maturantin beginnt also 1989 trotz aller Unkenrufe das Mikrobiologie-Studium an der Universität Innsbruck - und gerät bei ihrer Diplomarbeit über einen Schleimpilz erstmals in den Bann des Chromatins. Motiviert durch ihren Diplomarbeitsvater und Mentor Peter Loidl, nimmt sie ihre Dissertation in Angriff - und schafft es 1997 mit der erstmaligen Identifikation des pflanzenspezifischen Enzyms HD2 in Science. Eine wegweisende Publikation, die ihr auch das APART-Stipendium der Österreichischen Akademie der Wissenschaften beschert - und damit die Möglichkeit, von 2001 bis 2004 in San Diego über die Chromatinstruktur zu forschen.

Hitziges Labor

Von den Bedingungen in Kalifornien schwärmt sie noch heute: "Das Leben an einer amerikanischen Universität mit Leuten aus aller Welt, die meistens schon Post-Docs sind und eine hohe Qualifikation haben, ist schon sehr stimulierend", sagt Lusser. So stimulierend, dass die österreichische Gast-Forscherin in Übersee das Protein CHD1 entdeckt.

Mit der dazugehörigen Publikation in der Tasche kehrt sie 2004 als Assistenzprofessorin ans neue Biozentrum der Medizinischen Universität Innsbruck zurück - und erhält ein Jahr später den START-Preis, um ihre Arbeit mit einer Forschungsgruppe sechs Jahre lang fortzusetzen. "Der Preis hat mich wohl hier in Innsbruck gehalten", meint sie rückblickend. "Ich war ja wie viele, die aus Amerika zurückgekommen sind, ziemlich schockiert, weil ich eine Menge Ideen hatte - aber kein Geld."

Mittlerweile herrsche am neuen Innsbrucker Biozentrum zwar schon Aufbruchsstimmung, meint die Heimkehrerin. Dennoch - und trotz der START-Mittel, die hauptsächlich für Personal und täglichen Laborbedarf verwendet würden - habe sie zu kämpfen. Zum Beispiel gegen die Geldknappheit ihrer Universität, die eine völlige Klimatisierung ihres Labors bislang verunmöglicht hat: "Der Raum, in dem unsere Tiefkühltruhen stehen, wird im Sommer so heiß, dass die Truhen kaputt werden. Doch damit scheinen wir leben zu müssen", ärgert sich Alexandra Lusser.

Ihre Fliegen würden sich darüber wohl kaum beklagen. Während ihre Herrin schwitzt, genießen sie Hitze, Hefe und Essig. Kirschblüten sind nichts dagegen.

Nächste Woche: Norbert Zimmermann

Ab ins Ausland?

"Brain Drain", der Begriff schwirrt seit Jahren durch die Gazetten. Junge Spitzenforscherinnen und-forscher durch attraktive Rahmenbedingungen im Land zu halten, ist nicht zuletzt das Ziel des START-Programms. "Zugleich sehen wir aber, dass viele Preisträger schon während der sechsjährigen Laufzeit auf Professorenstellen ins Ausland berufen werden", weiß Christoph Kratky, Präsident des Wissenschaftsfonds FWF, der das START-Programm im Auftrag des Wissenschaftsministeriums abwickelt. Auch wenn die Mittel nicht ins Ausland gezahlt werden könnten, so versuche man doch, bei der weiteren Betreuung von Arbeitsgruppen oder Dissertanten im Inland "großzügig" zu sein. Auch europaweit bemüht man sich, junge Spitzenforscher vom Abwandern nach Übersee abzuhalten. So wurde 2003 der "EURYI"-Award (European Young Investigator) ins Leben gerufen, der wie der START-Preis mit bis zu 1,2 Millionen Euro dotiert ist und von der European Science Foundation vergeben wird (bisher an zwei österreichische Forschende). Nicht zuletzt plant auch das neue European Research Council, das 2007 mit der Förderung von Grundlagenforschung auf EU-Ebene beginnen wird, einen ähnlichen Preis für "Early Stage Investigators".

Alles Initiativen, die nach Meinung Alexandra Lussers das Hauptproblem an den österreichischen Unis - nämlich das "begrenzte Karrieremodell" - nicht kompensieren könnten: "Für junge Leute ist oft nach sechs, sieben Jahren Endstation - egal, wie gut sie gearbeitet haben." DH