Wege in die Biotechnologie. 25 Jahre Nachwuchsförderung

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1 Wege in die Biotechnologie 25 Jahre Nachwuchsförderung

2 Impressum Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Öffentlichkeitsarbeit Berlin Bestellungen schriftlich an den Herausgeber Postfach Bonn oder per Tel.: Fax: (0,12 Euro/Min. aus dem deutschen Festnetz) Internet: Redaktion und Bildredaktion Science&Media, Büro für Wissenschafts- und Technikkommunikation, München Autoren Dr. Markus Bernards, München Dr. Anna Frey, München Julia Thurau, Berlin Fachliche Beratung Dr. Hans-Michael Biehl, Dr. Ulrich Schlüter (Projektträger Jülich) Bildnachweis Titel: Vasco Kintzel, Aßling, auf Basis der Fotos des Teil 2 (s.u.) Innenseiten: Teil 1 (bis S. 63) Affymetrix: S. 8; Prof. Dr. Nenad Ban, ETH Zürich: S. 46 (als Basis für die Illustation); Bio M AG: S. 17; Bayer CropScience AG: S.12; DECHEMA e.v.: S. 10; Dr. Ulrich Egert, BCCN Freiburg: S. 29 l.; Dr. Stanislav Gorb: S. 49 l. und r.; Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung: S.9; Jerini AG: S. 42 u., S. 43 o.r., S. 43 o.l.; Dr. Thomas Müller, MDC Berlin: S. 18, S. 19; Prof. Dr. Alfred Nordheim: S. 21; Schwarzweiß-Porträts auf den Seiten 16, 18, 21, 22, 27, 28, 30, 33, 36, 40, 43, 47, 48, 52, 55, 59, 60: privat; Dr. Klaus Stolt, Universität Erlangen: S. 31; Prof. Dr. Thomas Wiehe: S. 61; alle übrigen Fotos: Science&Media; Teil 2 (ab S. 64): Universitätsklinikum Tübingen: S. 83/Kandolf; Universität Mainz (Peter Pulkowski): S. 107/Strauß; Dr. Thomas Müller, MDC Berlin: S. 67/Birchmeier; Science&Media: S. 71/Demuth, S. 72/Deuerling, S. 73/ Domdey, S. 77/Gorb, S. 76/ Gottschalk, S. 82/ Jeske, S. 84/Klipp, S. 91/Hans Werner Müller, S. 93/Nordheim, S. 101/Schneider-Mergener, S. 103/Schwille, S. 111/Wegner; alle übrigen Fotos: privat Ohne die Mitwirkung der mehr als 200 Wissenschaftler, die Nachwuchsförderungen des BMBF erhalten haben oder noch erhalten, wäre die Erstellung dieser Broschüre nicht möglich gewesen. Für ihre bereitwillige Unterstützung sei ihnen ganz herzlich gedankt. Die Darstellungen im Teil Die Wissenschaftler geben die Meinung der jeweiligen Person wider. Koordination Dr. Michael Ochel (Projektträger Jülich) Gestaltung Vasco Kintzel, Aßling bei München Druckerei Bonifatius GmbH, Paderborn Bonn, Berlin 2008

3 Wege in die Biotechnologie 25 Jahre Nachwuchsförderung

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5 VORWORT 5 Die Biotechnologie ist einer der dynamischsten Wissenschaftszweige und eine der innovativsten Wirtschaftsbranchen. Die rund 500 dezidierten Biotechnologie-Unternehmen in Deutschland erwirtschafteten 2006 einen Umsatz von fast 1,8 Milliarden Euro. Das ist ein Plus von 14 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Noch stärker stiegen die Aufwendungen für Forschung und Entwicklung: Die Unternehmen investierten mehr als 970 Millionen Euro in Innovationen der Zukunft. Das ist eine Steigerung von 36 Prozent gegenüber Die Biotechnologie ist ein Motor für die Wirtschaft. Um dieses Potenzial voll zur Entfaltung bringen zu können, bedarf es hochqualifizierter Fachkräfte. Schon in den 80er-Jahren wurde mit der Förderung von so genannten Genzentren der Grundstein gelegt für die Förderung der Biowissenschaften in Deutschland und damit auch für die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Mit dem BioRegio-Wettbewerb des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) zum Transfer des Grundlagenwissens in technologische Anwendungen und dem BioFuture-Wettbewerb als Markenzeichen und Qualitätsausweis für junge Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler und Unternehmensgründer hat Mitte der 90er Jahre ein Boom für die deutsche Biotechnologie eingesetzt. Der Bedarf an Nachwuchskräften ist ungebrochen. In den vergangenen 25 Jahren konnten durch die Förderung des BMBF rund 200 junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler biotechnologische Projekte verantwortlich leiten. Mehr als tausend Post-Doktoranden, Doktoranden, Diplomanden und wissenschaftliche Hilfskräfte erhielten in diesen Projekten eine berufliche Orientierung. Ich freue mich über den beachtlichen Erfolg der Nachwuchsförderung des BMBF in der Biotechnologie. Diese Broschüre zeigt, wie vielfältig die Karrieren in der Biotechnologie verlaufen. Die vorgestellten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sollen mit ihrem Werdegang zu einem Vorbild werden für den wissenschaftlichen Nachwuchs. Denn in der Biotechnologie steckt viel Potenzial. Dr. Annette Schavan, MdB Bundesministerin für Bildung und Forschung

6 INHALTSVERZEICHNIS Inhaltsverzeichnis Impressum 2 Vorwort 5 Inhaltsverzeichnis 6 Aufbruch ins Biotech-Zeitalter 8 25 Jahre Nachwuchsförderung 8 Fit für die Zukunft: Neue Förderschwerpunkte 13 genzentren Aufbruch zu den Genen 1 Die Genzentren 14 Der Netzwerker Horst Domdey (Genzentrum München) 16 Wenn die Maus k.o. ist Carmen Birchmeier (Genzentrum Köln) 18 Von Sprungbrettern und Weggabelungen Alfred Nordheim (Genzentrum Heidelberg) 20 Gen, Genom, Geglückt Regine Kahmann (Genzentrum Berlin) 22 neurobiologie Symphonie von Milliarden 2 Neurobiologie-Förderinitiativen 24 Ein Kampf um Millimeter Hans Werner Müller (Projektgruppen Neurobiologie) 26 Das Denken verstehen Ad Aertsen (Projektgruppen Neurobiologie) 28 Müde Wanderer Michael Wegner (Zentrum für Molekulare Neurobiologie Hamburg) 30 Die Folgen der Einsamkeit Jochen Oehler (Partnerschaftsprojekte Neurobiologie) 32 pflanzen Wettlauf zwischen Pflug und Storch 3 Zentrum für Angewandte Molekularbiologie der Pflanzen 34

7 INHALTSVERZEICHNIS Gefährliche Zwillinge Holger Jeske 36 Hightech trifft Erfindergeist 38 Sondermaßnahme Neue Bundesländer 38 neue bundesländer Pillen gegen den Zucker Hans-Ulrich Demuth 40 Eine verrückte Idee Jens Schneider-Mergener 42 Mit Wissenschaft in die Wirtschaft BioFuture 44 biofuture Moleküle im Rampenlicht Petra Schwille 46 Mein Thema ist besser Stanislav Gorb 48 Wissenschaft jenseits von Grenzen 50 Human Frontier Science Program 50 hfsp Auf den Wurm gekommen Alexander Gottschalk (Career Development Award) 52 Die Drachen-Forscherin Elke Deuerling (Young Investigator Grant) 54 Bio-Forschung auf Silizium 5 Ausbildungs- und Technologieinitiative Bioinformatik 56 bioinformatik Mathematik der Bäckerhefe Edda Klipp 58 Dem Code auf der Spur Thomas Wiehe 60 Die Wissenschaftler Karrieren, Forschungs-Highlights und Empfehlungen der geförderten Forscher 64 Personenregister alphabetisch 116 Personenregister nach Fördermaßnahmen 119

8 Aufbruch ins Biotech-Zeitalter Mit der Entdeckung von Aufbau und Funktion der DNA brach in den Lebenswissenschaften ein neues Zeitalter an. Aus der rasanten Zunahme an Erkenntnissen darüber, wie Leben funktioniert, erwachsen bis heute ungezählte Anwendungen der Biotechnologie in Medizin, Pflanzenzucht, Umweltschutz, Industrieproduktion und Informationstechnik. Wie jede neue Entwicklung ist auch die Biotechnologie auf gut qualifizierten, kreativen Nachwuchs angewiesen, der sie weiter vorantreibt. Wegweisende Akzente setzte und setzt hier die Mit einem Genchip können tausende Gene gleichzeitig analysiert werden. Die Farbe jeden Punktes gibt die Aktivität eines Gens an. Nachwuchsförderung in der Biotechnologie Gregor Mendel entdeckt die Vererbungsgesetze. Friedrich Miescher isoliert aus den Kernen von weißen Blutzellen Nukleinsäure. Alexander Fleming entdeckt das Penicillin. James Watson und Francis Crick beschreiben die doppelsträngige Struktur der DNA. Schlaglichter der modernen Biotechnologie Werner Arber entdeckt Restriktionsenzyme, mit denen später die DNA gezielt verändert werden kann. Gründung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) Start des Programms Neue Technologien des Bundesministeriums für wissenschaftliche Forschung (BMwiF). Ziele: neue Fermentationsmethoden, Herstellung von Eiweiß aus Mikroorganismen. Das BMFT beauftragt die DECHEMA mit der Erstellung der weltweit ersten Studie über Forschung und Entwicklung der Biotechnologie.

9 25 JAHRE BMBF-NACHWuCHSFöRDERuNG BIOTECHNOLOGIE Vom Joghurt bis zur Gentherapie - die Bedeutung dessen, was Menschen unter Biotechnologie verstehen, hat sich seit der Prägung des Begriffs 1919 durch den ungarischen Ingenieur Karol Ereky vielfach gewandelt. Ganz allgemein ist damit die Nutzung von Organismen durch den Menschen gemeint. So begann die Biotechnologie mit der Verwendung von Hefen zum Brauen von Bier, eine sumerische Erfindung des vierten vorchristlichen Jahrtausends. Später kamen Brot, Wein, Käse, Joghurt, Essig und Sauerkraut dazu: Der Dienst von Mikroorganismen erweiterte den Speisezettel - ohne dass die Zusammenhänge bekannt gewesen wären. Denn dass Kleinstlebewesen für Gärprozesse verantwortlich sind, beweist erstmals der französische Wissenschaftler Louis Pasteur im 19. Jahrhundert. Die erste Revolution in der Biotechnologie ist einem Zufall zu verdanken: Bei dem Versuch, Hefe-Presssaft mithilfe von Zucker - ähnlich wie Marmelade - zu konservieren, entdeckt Eduard Buchner 1897, dass Alkohol entsteht. Die alkoholische Gärung, so folgert der Chemiker, ist also nicht notwendigerweise an die Lebenskraft der Hefezellen gekoppelt. Vielmehr verursachen Substanzen in der Hefe diese chemische Reaktion, die er Enzyme nennt. Neben Bakterien und Hefen werden seitdem auch gereinigte Enzyme in der Lebensmittelproduktion eingesetzt, und ein wirtschaftlicher Erfolg der Enzymforschung des beginnenden 20. Jahrhunderts ist das erste enzymatische Waschmittel des Chemikers Otto Röhm. Pilze produzieren ab den 1930er-Jahren das Antibiotikum Penicillin, und auch für Bakterien finden sich seit der Jahrhundertwende neue Aufgabengebiete, etwa in Klärwerken. Die zweite biotechnologische Revolution startet 1944: Der Amerikaner Oswald Theodore Avery weist nach, dass es die chemische Substanz Desoxyribonukleinsäure (DNA) ist, Mit den Methoden der Biotechnologie versuchen Wissenschaftler das Geschehen in einer einzelnen Zelle ebenso zu ergründen wie das komplexer Zellsysteme. die die Erbinformation in sich trägt. In den folgenden Jahren gelingen zahlreiche grundlegende Entdeckungen, die später mit Nobelpreisen geehrt werden: Die DNA-Struktur wird beschrieben, die Entschlüsselung des genetischen Codes zeigt, wie die Information der DNA in Proteine übersetzt wird. Als klar wird, dass dieser Code - weitgehend - universell und damit in allen Organismen gleich ist, kann der Amerikaner Paul Berg mithilfe spezieller Enzyme 1972 das erste gentechnische Experiment durchführen: Berg fügt die DNA zweier unterschiedlicher Organismen zusammen, eines Bakteriums und eines Virus. Ein Jahr später stellen Stanley Cohen und Herbert Stanley Cohen und Herbert Boyer nutzen DNA des Krallenfrosches zur Herstellung eines Proteins in Escherichia coli. Gründung des European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg Konferenz in Asilomar, Kalifornien: 140 Molekularbiologen aus 17 Ländern diskutieren über die möglichen Konsequenzen der aufkommenden Gentechnik. César Milstein, Georges Köhler und Niels Jerne stellen monoklonale Antikörper her. Gründung von Genentech (USA), dem ersten rein biotechnologischen Unternehmen Das Bundesforschungsministerium übernimmt in institutioneller Förderung die Gesellschaft für Molekularbiologische Forschung (gegründet 1965); Umbenennung in Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF, jetzt HZI). Die Gruppe um Keiichi Itakura stellt mithilfe eines menschlichen Gens in Escherichia coli - Bakterien das Wachstumshormon Somatostatin her. Mit Mitteln des BMFT ensteht in der Kernforschungsanlage Jülich (heute: Forschungszentrum Jülich) das Institut für Biotechnologie.

10 10 25 Jahre BMBF-NachwuchsFörderuNg BiotechNologie Kiel Wismar Lübeck Hamburg Schwerin Rostock Greifswald Oldenburg Bremen Berlin Hannover Bielefeld Braunschweig Magdeburg Münster Aachen Dortmund Köln Kassel Göttingen Leipzig Jena Gera Koblenz Frankfurt a. Main Würzburg Heidelberg Nürnberg Saarbrücken Karlsruhe Regensburg Stuttgart Tübingen Passau Ulm München Freiburg Mehr als 600 Biotech-Unternehmen gibt es 2007 in Deutschland, die sich häufig in Clustern um starke Wissenschaftsstandorte bilden. Boyer den ersten gentechnisch veränderten Organismus her: Sie bringen mithilfe eines Stücks DNA des Krallenfroschs Escherichia coli-bakterien dazu, ein Krallenfrosch-Protein zu produzieren. Spätestens dieses Experiment zeigt, so glauben viele amerikanische Wissenschaftler und Kapitalgeber, dass die aufregenden wissenschaftlichen Entdeckungen auch wirtschaftliches Potenzial haben. Bis 1980 werden in den USA die drei bis heute erfolgreichsten Biotech-Unternehmen der Welt gegründet, und dem wissenschaftlichen Siegeszug der zweiten Biotechnologie-Revolution folgt der ökonomische Biotech-Boom. In Deutschland ist die Situation anders. Mit der Gesellschaft für biotechnologische Forschung (GBF) Cottbus und dem Institut für Biotechnologie der Kernforschungsanlage Jülich existieren zwar Biotech-Zentren, und auch in einzelnen Gruppen an Universi- Dresden täten und Forschungsinstitutionen wird mit und an den neuen Methoden geforscht. Bis Ende der 1970er-Jahre schätzen jedoch viele Wissenschaftler und Mitarbeiter der chemisch-pharmazeutischen Industrie die Möglichkeiten der Gentechnik noch verhalten ein. Erstmals empfehlen die Unternehmensvertreter und Hochschullehrer der Studiengruppe der Deutschen Gesellschaft für Chemisches Apparatewesen (DECHEMA) Anfang der 1970er-Jahre dem Bundesforschungsministerium den weiteren Ausbau und die Förderung der biotechnologischen Forschung etwa im Bereich Zellkultur und Fermentationstechnik. Auch skizzieren sie, wie die Ausbildung von Biotechnologen in existierende Studiengänge integriert werden kann. Obwohl die Potenziale der Gentechnik zu diesem Zeitpunkt noch nicht in ihrer vollen Bedeutung erkennbar sind, macht die DECHEMA-Studie klar, dass die Biotechnologie in Deutschland Unterstützung benötigt, wenn sie sich breit etablieren soll. In der Industrie spielt die Gentechnik bis in die 1970er- Jahre keine Rolle. Eine Kultur unternehmerischer Neugründungen durch Wissenschaftler wie in den USA gibt es in Deutschland nicht, und die großen chemisch-pharmazeutischen Firmen nehmen wahrscheinlich aufgrund ihrer großen internationalen Stärke in der organisch-chemischen Synthese die Gentechnik zunächst nicht als Chance wahr. Das ändert sich mit dem wachsenden wirtschaftlichen Erfolg der amerikanischen Biotech-Unternehmen: Als das vier Jahre zuvor von Wissenschaftlern gegründete erste reine Biotech-Unternehmen Genentech 1980 an die Börse 1980 Gründung von Amgen (USA); 2007: Mitarbeiter und damit das weltweit größte reine Biotech-Unternehmen Die Hoechst- Investition von 70 Millionen US-Dollar in molekularbiologische Forschung in den USA löst Diskussionen über die wissenschaftliche Leistungsfähigkeit Deutschlands aus Das Bundesforschungsministerium startet die Schwerpunktaktivität Genzentren in Heidelberg (gefördert ), Köln ( ), München ( ) und Berlin ( ) Jozef Schell schafft am Max- Planck-Institut für Züchtungsforschung die erste Genfähre zur Herstellung transgener Pflanzen; 1983 an Tabak-Pflanzen realisiert Kary Mullis entwickelt die Polymerase-Kettenreaktion zur Vervielfältigung von DNA im Reagenzglas Start des Zentrums für Molekulare Neurobiologie Hamburg (ZMNH). Start des Zentrums für Angewandte Molekularbiologie der Pflanzen (ZAMP) in Hamburg Bioprozesse: Schwerpunktprojekte Stoffumwandlung mit Biokatalysatoren (Jülich, Düsseldorf), Bioprozesstechnik (Braunschweig, Göttingen, Hannover), Bioverfahrenstechnik (Stuttgart).

11 25 Jahre BMBF-NachwuchsFörderuNg BiotechNologie 11 geht, klettern seine Aktien in weniger als einer Stunde von 35 auf 88 Dollar. Die Hoffnungen der Aktionäre werden nicht enttäuscht, denn Genentech bringt 1982 das erste gentechnisch erzeugte Medikament auf den Markt in Escherichia coli erzeugtes menschliches Insulin. Die Firma Hoechst tritt die Flucht nach vorne an und investiert Millionen US $ in die Grundlagenforschung des US-amerikanischen Massachusetts General Hospital. Das löst in Deutschland heftige Diskussionen über die wissenschaftliche Leistungsfähigkeit des Landes aus. Gleichzeitig bringt das Hoechst-Engagement ein Dilemma auf den Punkt, das immer deutlicher wird: In Deutschland herrscht ein Mangel an qualifizierten Fachkräften, die nicht nur den Nachwuchs in der Industrie stellen, sondern auch die biotechnologische Grundlagenforschung vorantreiben könnten. Anfang der 1980er-Jahre beginnt das Bundesforschungsministerium daher mit einer Reihe von Fördermaßnahmen, deren besonderer Schwerpunkt bis heute die Qualifizierung von Nachwuchswissenschaftlern in verschiedensten Bereichen der Biotechnologie ist. Die finanzielle Ausstattung der Nachwuchsgruppen garantiert wissenschaftliche Unabhängigkeit und führt dazu, dass sich die jungen Forscher wissenschaftlich etablieren können und gleichzeitig die Möglichkeit erhalten, auch unkonventionelle und risikoreiche Projekte zu verfolgen. Während der üblicherweise drei- bis fünfjährigen Förderphase können sie sich ganz auf die Wissenschaft konzentrieren. Bei der Auswahl der Projekte wird zudem darauf geachtet, dass sie der interdisziplinären Vernetzung der Biotechnologie in Medizin, Biologie, Chemie, Ingenieurwissenschaften bis hin zu Physik und Informatik gerecht werden und durch die Verknüpfung der Einzeldisziplinen neue Forschungs- und Anwendungsfelder erschließen. Mit den Genzentren, dem Zentrum für Molekulare Neurobiologie Hamburg (ZMNH) und dem Zentrum für Angewandte Molekularbiologie der Pflanzen (ZAMP) steht in den 1980er-Jahren die Bildung von Forschungsclustern im Vordergrund, die Anziehungspunkt für den wissenschaftlichen Nachwuchs sind und zugleich durch ihren Erfolg national und international ausstrahlen. In der Finanzierung der Zentren beschreitet das Ministerium gegenüber den bisherigen institutionellen Fördermaßnahmen einen neuen Weg, der sich als überaus erfolgreich herausstellen wird: Alle Förderschwerpunkte sind zeitlich befristet. Das Bundesforschungsministerium wirkt auf diese Weise lediglich als Katalysator, denn die Zentren können sich nach der Anschubfinanzierung andere Finanzierungsquellen der Länder, der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der Europäischen Union oder auch der Industrie erschließen. Die Industrie ist - erstmals bei deutschen Förderprogrammen - bei der Gründung aller vier Genzentren und des ZAMP in ideeller und finanzieller Weise beteiligt. Die Unternehmen stellen entweder zweckfreie Mittel zur Verfügung oder arbeiten in Kooperationen mit den Zentren zusammen. Im ZMNH wird der Anwendungsbezug durch die Ansiedlung im Umfeld des Universitätskrankenhauses Hamburg-Eppendorf deutlich. Das Bundesforschungsministerium bleibt auf diese Weise flexibel und setzt in den folgenden Jahren weitere Förderschwerpunkte, etwa in der Stoffumwandlung mit Biokatalysatoren, in den Projektgruppen Neurobiologie und durch verschiedene Einzelfördermaßnahmen im Rahmen der Strukturhilfen zum Aufbau neuer Forschungsrichtungen. Die deutsche Wiedervereinigung stellt auch die Wissenschaftslandschaft vor neue Herausforderungen: Alte und neue Bundesländer müssen zusammenwachsen, die For Start des Human Frontier Science Program (HFSP). Die Human Genome Organisation (HUGO) beginnt mit der Koordination von Forschungsvorhaben zur Entschlüsselung des menschlichen Genoms. Die Bundesregierung verabschiedet das Rahmenprogramm Biotechnologie Das deutsche Gentechnikgesetz zum Umgang mit gentechnisch veränderten Organismen tritt in Kraft Projektgruppen Neurobiologie Erster Freisetzungsversuch mit gentechnisch veränderten Pflanzen in Deutschland ost-westdeutsche Partner - schaftsprojekte Neurobiologie Sonder - maßnahme Neue Bundesländer In den USA kommen die ersten gentechnisch veränderten Tomaten auf den Markt.

12 12 25 JAHRE BMBF-NACHWuCHSFöRDERuNG BIOTECHNOLOGIE schungsstrukturen aneinander angepasst werden und Wissenschaftler in den neuen Bundesländern brauchen - neben einer modernisierten technischen Ausstattung - vor allem die Möglichkeit, Kontakte auch jenseits der gefallenen Mauer zu knüpfen. Die Sondermaßnahme Neue Bundesländer und die Partnerschaftsprojekte Neurobiologie, die von je einem ostdeutschen und einem westdeutschen Wissenschaftler gemeinsam beantragt werden, sind spezifisch auf die Situation der Nachwuchswissenschaftler zugeschnitten. Kontakte und gedanklicher Austausch, die Diskussion der eigenen Hypothesen sowie Gastaufenthalte etwa zum Erlernen neuer Techniken sind gerade in einem jungen Gebiet wie der Biotechnologie essenziell - und stellen gleichzeitig für zunächst in der Scientific Community unbekannte Nachwuchsforscher eine große Herausforderung dar. Das auf Initiative der japanischen Regierung 1989 gegründete Human Frontier Science Program (HFSP), das von mittlerweile 12 Ländern und der Europäischen Union finanziert wird, fördert genau diesen internationalen Austausch. Die Struktur der HFSP-Stipendien bietet dabei viele Anreize, nach einem Auslandsaufenthalt in das Heimatland zurückzukehren. Ähnlich sind auch die Nachwuchsgruppenleiter des Young Investigator Programme der European Molecular Biology Organisation (EMBO) in das europäische Netzwerk der Wissenschaft eingebunden. Nach der wissenschaftlichen Etablierung der Biotechnologie zeigt sich Mitte der 1990er-Jahre ein immer noch großer Bedarf, den Technologie-Transfer von der Grundlagenforschung zur Anwendung zu verbessern. Der bundesweite BioRegio-Wettbewerb gibt einen entscheidenden Impuls: Obwohl mit geringen Mitteln ausgestattet, hat er hunderte Firmengründungen zur Folge, denn neben dem Gründungsoptimismus von Wissenschaftlern entwickeln auch Behörden, Universitäten und vor allem Kapitalgeber ein Gespür für Mit der so genannten grünen Biotechnologie züchten Forscher Pflanzen, die zum Beispiel höhere Erträge oder medizinische Wirkstoffe liefern. die Potenziale der Biotechnologie. Speziell auf Nachwuchsforscher mit anwendungsorientierten, aber hoch innovativen und damit meist risikoreichen Ideen wird daher auch der BioFuture-Wettbewerb zugeschnitten, und in der GO-Bio-Aktivität ist der Erwerb unternehmerischer Kompetenz in Form von Business-Weiterbildungen direkt in das Forschungskonzept integriert. Knapp 30 Jahre verschiedenster Förderungen und besonders der Nachwuchsförderung haben dazu geführt, dass die Biotechnologie in Deutschland heute wissenschaftlich breit verankert und international konkurrenzfähig ist. Und mehr als 600 Biotech-Unternehmen in Deutschland bürgen für das wirtschaftliche Potenzial dieser Zukunftstechnologie. Was eine Förderung für den einzelnen Nachwuchswissenschaftler bedeutet hat, wird auf den folgenden Seiten anhand einiger beispielhaft ausgewählter Förderaktivitäten und Forscher deutlich, bevor im zweiten Teil der Broschüre die ehemaligen Nachwuchswissenschaftler kurz zu Wort kommen Sieger des BioRegio-Wettbewerb sind das Rheinland, München, Heidelberg und Jena. Der Wettbewerb wirkt als Initialzündung für den Gründungsboom deutscher Biotech-Unternehmen Strukturhilfen zum Aufbau neu - er Forschungs - richtungen BioFuture- Wettbewerb. In Großbritannien wird das Schaf Dolly geboren, das aus Kör- perzellen eines erwachsenen Tieres geklont wurde. Hoechst stellt in Deutschland Insulin in Escherichia coli her. Ingo Potrykus und Peter Beier stellen den gentechnisch veränderten Beta- Carotin-reichen Golden Rice vor. Entschlüsselung des menschlichen Genoms Die European Molecular Biology Organisation startet das Young Investigator Programme.

13 25 JAHRE BMBF-NACHWuCHSFöRDERuNG BIOTECHNOLOGIE 13 Fit für die Zukunft: Neue Schwerpunkte der Nachwuchsförderung Um an die Erfolge der Nachwuchsförderung im Bereich Biotechnologie auch in Zukunft anzuschließen, fördert das BMBF junge Forscher derzeit in ausgewählten Forschungsschwerpunkten, die ein hohes wissenschaftliches wie wirtschaftliches Potenzial aufweisen. GO-Bio Der Wettbewerb GO-Bio richtet sich an gründungsbereite, junge Forscherteams aus dem In- und Ausland, die bereits Forschungserfahrungen gesammelt haben und ihre Ergebnisse kommerziell verwerten wollen. Das BMBF erleichtert mit GO-Bio wissensbasierte Firmengründungen in Deutschland. Die Förderung erfolgt in zwei Phasen von jeweils maximal drei Jahren Dauer. In der ersten Förderphase wird das Anwendungspotenzial der Entwicklung herausgearbeitet und geprüft. In der zweiten Phase werden von der Arbeitsgruppe konkrete Kommerzialisierungs- oder klinische Anwendungsstrategien umgesetzt. GO-Bio läuft von 2005 bis 2015, bis 2007 wurden bereits 12 Arbeitsgruppen finanziell gefördert. Nachwuchsgruppen Systembiologie Computermodelle helfen, die komplexen und dynamischen Abläufe einer Zelle oder eines Organs abzubilden und besser zu verstehen. Je nach Fragestellung ist das Ziel auch, äußere Einflüsse wie etwa medizinische Wirkstoffe zu simulieren. Mit dem Förderschwerpunkt Systeme des Lebens - Systembiologie wurde 2006 ein interdisziplinäres Forschungsprogramm gestartet, das unter anderem fünf FORSYS-Nachwuchsgruppen vorsieht. Nachwuchswissenschaftlern wird durch eine fünfjährige Finanzierung ermöglicht, eigene Forschungsvorhaben umzusetzen und sich durch den Aufbau einer eigenen Arbeitsgruppe wissenschaftlich weiterzuqualifizieren. FORSYS-Nachwuchsgruppen werden insbesondere dort eingerichtet, wo noch keine Forschungseinheit zur Systembiologie existiert. Nachwuchsgruppen Ernährung In der Ernährungsforschung fördert das BMBF seit August 2006 Nachwuchsgruppen, um die Molekularen Grundlagen der humanen Ernährung zu erforschen. Die Etablierung von bis zu fünf selbstständigen Nachwuchsgruppen für je fünf Jahre wird der molekularen Ernährungsforschung neue Impulse geben und die beruflichen Perspektiven für qualifizierte Nachwuchswissenschaftler in Deutschland soweit verbessern, dass wissenschaftliches Know-how hier gehalten werden kann. Aus der Ernährungsforschung wird ein hoher Zuwachs an Innovationspotenzial für die Wissenschaft erwartet. Nachwuchsgruppen Glykobiotechnologie Die Glykobiotechnologie beschäftigt sich mit der Erforschung komplexer Zuckerstrukturen, den Glykanen, die viele biologische Prozesse beeinflussen. Diese Eigenschaft führte dazu, dass nach Genom- und Proteom-Forschung nun auch die komplexen Zuckerstrukturen in den Fokus biowissenschaftlicher und medizinischer Aufmerksamkeit rücken. Seit 2006 unterstützt das BMBF mit dem Arbeitsgruppenwettbewerb Glykobiotechnologie dieses aufstrebende Technologiefeld, um es nachhaltig an deutschen Forschungsinstitutionen zu etablieren. Bis zu 12 Arbeitsgruppen, die aus einem Wettbewerb hervorgehen, werden für einen Zeitraum von zunächst drei Jahren gefördert Ausbildungs - und Technologie - initiative Bioinformatik Peter Fromherz und Günther Zeck stellen einen Schaltkreis aus einem Halbleiter und Nervenzellen her. Bodo Eckehard Strauer nutzt adulte Stammzellen, um das durch Herzinfarkt geschädigte Herz eines Patienten zu regenerieren Firmengründer - aktivität GO-Bio Förderaktivitäten Systeme des Lebens - Systembiologie und Molekulare Grundlagen der Ernährung Arbeitsgruppenwettbewerb Glykobio - technologie In Deutschland wird ein gentechnisch erzeugter Impfstoff gegen krebsauslösende humane Papilloma-Viren zugelassen. In Deutschland gibt es mehr als 600 Biotechnologie-Unternehmen.

14 1 gtccccgtcctgccgcgcgggggcgggcgcgggaaaaaagccgcgcgggg cgcccgcgggaaggcagccccgcggcgcgcggggggaggggcggcgcccg gggggagcggccggctccgggggagggacggggaagggggcgcgcggggc gccctgccgcccgcccgccgccgccgcccgccttcgcgcccccccccaaa aacaccccccccgggggttgactccccgggggaaaagaggcgggcgggag ccccgtcctgccgccgccccttaagagggcccgcaacacggcccgggctg gcacgccagccgggacgggtgagttcgctaggcaagcacggactggcggt acacgtggenzentrenagtgaactctcccgccccgacgcgctccggctg agtgaactctcccgccccgacgcgctccggctg cgggcctacgccgagcccagccgcccgccatgtcccgccggccggggtcc cgccgccggggtccccggcgccggccgcgccccggcgctccagccgtgcc cgccccgacgcggactacccgtgccgcgccccggcgcgctcccaaccgcc Aufbruch tcccaaatggtccctgcgtacgactcgggaaccgcggtcgagagcgcgcc zu den Genen gccgcgtcctcgctcctgcggcgctggctgctggtgccccaggcggacga agcgacgacgcggactacgccggcaacgacgacgcagagtgggcgaacag cccccgagcgagggcggggggaaggcgccggaggccccgcacgccgcgcc ccccgagcgagggcggggggaaggcgccggaggccccgcacgccgcgcc Die modernen genetischen und zellbiologischen Methoden der Biotechnologie zu gccgccgcctgccccccgccgccgccgcgcaaggagcgcgggccgcagcg aktivieren dies gelang dem Bundesforschungsministerium durch die Förderung von ccccttccgccccacctggcgctacggctgcgcaccacgacggagtacct cccttccgccccacctggcgctacggctgcgcaccacgacggagtacct gcgcgcctgagcctgcgccggcggcggccccccgcgtccccgcccgcgga vier GENZENTREN. Von zentraler Bedeutung war damals wie heute die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses als Grundlage für gcgccgcgcgggaaggtacgcctcccctccgaccccctgacgcccctcga cccctgacgcccctccgacccctgacgcccctccgaccccctgaccccct ccctgacgcccctccgacccctgacgcccctccgaccccctgaccccct die dauerhafte Etablierung cgaccccctgacgcccctccgaccccctgacgcccctccgacccccgtgt der Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts in Deutschland. tccccaggtgcgccatctggtggcctgggagacggccgcgcgcctggccc acgggggtcctgggcgcgcgagcgggccgaccgcgaccggttccggcgcc cgtggcggcggccgaggcggtcatcggaccgtgcctggagcccgaggccc agctcgggcccgagcccgagcccgggcccacgaagacggcggacccgcgg ggaggaggaggcggcggcggcggcgcgcgggtcctccgccgccgcgggcc gaggaggaggcggcggcggcggcgcgcgggtcctccgccgccgcgggcc gggccgtcgggcggtctagggttgaaccggcgagggcggcctcggccggc ggccgtcgggcggtctagggttgaaccggcgagggcggcctcggccggc gagccccggagctccgaaggtctgcgcgaggccgctctccgaagagacga gggagccccgcgtatatatccgcgagggcccggcgccgccccgccgctcc ggagccccgcgtatatatccgcgagggcccggcgccgccccgccgctcc cccgccccagggggcggcgccggccaaccgcgcgccgcgcgcgggcccgg ccgccccagggggcggcgccggccaaccgcgcgccgcgcgcgggcccgg ctccgccccggcgaccgccccgcgccggcttcccggtatggtaattagaa cttttaataggcggtcccggccgccatccccgcgcatggtaattagcaac tttaatgggccggcgttcccgctcgcggtaattagcagcttttaacgggc ttaatgggccggcgttcccgctcgcggtaattagcagcttttaacgggc

15 15 agtccccgtcctgccgcgcgggggcgggcgcgggaaaaaagccgcgcggg gcgcccgcgggaaggcagccccgcggcgcgcggggggaggggcggcgccc cgggggagcggccggctccgggggagggacggggaagggggcgcgcgggg tgccctgccgcccgcccgccgccgccgcccgccttcgcgcccccccccaa aaacaccccccccgggggttgactccccgggggaaaagaggcgggcggga tccccgtcctgccgccgccccttaagagggcccgcaacacggcccgggct cgcacgccagccgggacgggtgagttcgctaggcaagcacggactggcgg tacacgtccccaatgggggccaaggtctgaactctcccgccccgacgcgc Nach der Entdeckung der DNA als Erbmolekül und den Nachwuchses fördern soll. Die erste dieser Maßnahmen ist Möglichkeiten, Erbanlagen (Gene) gezielt zu verändern, die Gründung der Genzentren in Heidelberg und Köln (1982), ccgggcctacgccgagcccagccgcccgccatgtcccgccggccggggtc erwachsen Wissenschaft und Forschung in den 1970er-Jahren München (1984) und Berlin (1987). Die vier Standorte bieten ungeahnte Möglichkeiten: Die neuen Techniken erlauben beste Voraussetzungen, da hier bereits in größerem Umfang ccgccgccggggtccccggcgccggccgcgccccggcgctccagccgtgc nicht nur ein besseres Verständnis biologischer Systeme vom gentechnische Arbeiten durchgeführt werden. Einzeller bis zum Menschen. Sie ermöglichen beispielsweise In den folgenden zwölf bis fünfzehn Jahren entstehen gcgccccgacgcggactacccgtgccgcgccccggcgcgctcccaaccgc auch, menschliche Proteine wie Insulin in Bakterien herzustellen. Neben medizinischen Anwendungen zeichnen sich weit über die vier Genzentren prägend auf die deutsche For- wissenschaftliche Kompetenz-Cluster der Biotechnologie, die ctcccaaatggtccctgcgtacgactcgggaaccgcggtcgagagcgcgc große Potenziale in Umweltschutz, Sicherung der Ernährung schungslandschaft wirken: Zahlreiche Forschergruppen und und Energieversorgung sowie in der Erschließung neuer insgesamt über 50 Nachwuchsgruppenleiter bearbeiten mit ggccgcgtcctcgctcctgcggcgctggctgctggtgccccaggcggacg Rohstoffe ab. molekularbiologischen Methoden ein breites Spektrum an Themen, das von den Vorgängen in Krebs- oder Nervenzellen cagcgacgacgcggactacgccggcaacgacgacgcagagtgggcgaaca Die internationale Konkurrenzfähigkeit stärken oder im Immunsystem bis hin zur Untersuchung von Pflanzenkrankheiten reicht. Beispielhaft für die interdisziplinäre ccccccgagcgagggcggggggaaggcgccggaggccccgcacgccgcgc Internationaler Vorreiter der modernen Biotechnologie sind Ausrichtung der Genzentren ist in Heidelberg die Gründung Anfang der 1980er-Jahre wissenschaftlich wie wirtschaftlich des Zentrums für Molekulare Biologie der Universität (ZMBH), tgccgccgcctgccccccgccgccgccgcgcaaggagcgcgggccgcagc die USA. In Deutschland gibt es zwar Forschungszentren wie das als zentrale Einrichtung der Universität keiner Einzelfakultät zugeordnet ist. die Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF, heute cccccttccgccccacctggcgctacggctgcgcaccacgacggagtacc HZI), und auch an einzelnen Instituten von Universitäten, der Max-Planck-Gesellschaft und weiteren Forschungseinrichtungen bearbeiten Gruppen zum Beispiel in Sonderfor- Auch die Industrie ist eingebunden ggcgcgcctgagcctgcgccggcggcggccccccgcgtccccgcccgcgg schungsbereichen der Deutschen Forschungsgemeinschaft Für den Aufbau der Genzentren geht das Bundesforschungsministerium einen neuen Weg: Die Genzentren werden cgcgccgcgcgggaaggtacgcctcccctccgaccccctgacgcccctcg (DFG) gen- und biotechnologische Fragestellungen. Die breite Etablierung der interdisziplinären Fachrichtung Biotechnologie ein Feld, das die Zusammenarbeit von Chemikern, Neben dieser Anschubfinanzierung gelingt es, rund in Projekten mit insgesamt 275 Millionen DM unterstützt. ccccctgacgcccctccgacccctgacgcccctccgaccccctgaccccc Biologen, Medizinern und Ingenieuren erfordert wird allerdings durch die fachliche und organisatorische Trennung der zum Beispiel zahlreiche Professuren einrichten, die Max- 585 Millionen DM über andere Geldgeber wie die Länder, die ccgaccccctgacgcccctccgaccccctgacgcccctccgacccccgtg universitären Fakultäten erschwert. Planck-Gesellschaft (MPG) und die Europäische Gemeinschaft ctccccaggtgcgccatctggtggcctgggagacggccgcgcgcctggcc Für die internationale Konkurrenzfähigkeit fehlt in Deutschland die kritische Masse an Wissenschaftlern. Wer in den MPG sind auch institutionelle Träger der Genzentren. Erst- zu mobilisieren. Die Sitzländer bzw. die Universitäten und die gacgggggtcctgggcgcgcgagcgggccgaccgcgaccggttccggcgc neuen Technologien forschen will, findet in den USA ein viel mals gelingt es, in Deutschland eine Forschungsinfrastruktur weiter entwickeltes Umfeld eine Tendenz, die sich Anfang mit Beteiligung der chemisch-pharmazeutischen Industrie gcgtggcggcggccgaggcggtcatcggaccgtgcctggagcccgaggcc der 1980er-Jahre in Deutschland auch in einem Fachkräftemangel der Pharma- und Chemieindustrie niederschlägt. gt sich mit projektbezogenen, größtenteils aber mit zweck- aufzubauen: Eine Reihe deutscher Großunternehmen beteili- gagctcgggcccgagcccgagcccgggcccacgaagacggcggacccgcg Die baut mit Blick auf den Erfolg amerikanischer Biotech -Unternehmen ihre Aktivitäten in der Biotechnologie auf vor Berlin, das als Institut für Genbiologische Forschung GmbH aggaggaggaggcggcggcggcggcgcgcgggtcctccgccgccgcgggc allem aber in den USA. Heftige Diskussionen löst beispielswei- gegründet wird, teilen sich Senat und die Schering AG die freien Mitteln am Aufbau der Genzentren. Beim Genzentrum se das 70-Millionen-Dollar-Engagement der Firma Hoechst Trägerschaft. cgggccgtcgggcggtctagggttgaaccggcgagggcggcctcggccgg am Massachusetts General Hospital in Boston aus. Als 1995 die Förderung der Genzentren endet, ist die neue In dieser Situation leitet das Bundesforschungsministerium mit einem Bündel von Maßnahmen einen Strukturwan- und die nachhaltige Ausbildung des wissenschaftlichen Biotechnologie in Deutschland wissenschaftlich etabliert ggagccccggagctccgaaggtctgcgcgaggccgctctccgaagagacg del ein, der die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands in der Nachwuchses sichergestellt. Die Finanzierung der Forschung tgggagccccgcgtatatatccgcgagggcccggcgccgccccgccgctc neuen Schlüsseltechnologie sichern und durch den massiven in den Genzentren oder deren Nachfolgeorganisationen Ausbau interdisziplinär vernetzter Grundlagenforschung erfolgt heute durch die Länder und durch Drittmittel, die auf gcccgccccagggggcggcgccggccaaccgcgcgccgcgcgcgggcccg auch die systematische Ausbildung des wissenschaftlichen Basis der wissenschaftlichen Erfolge eingeworben werden. actccgccccggcgaccgccccgcgccggcttcccggtatggtaattaga acttttaataggcggtcccggccgccatccccgcgcatggtaattagcaa ttttaatgggccggcgttcccgctcgcggtaattagcagcttttaacggg

16 1 Horst Domdey GENZENTREN Der Netzwerker Eigentlich suchte Horst Domdey nach dem Abitur einen ruhigen Job. Doch dann wurde er von der biotechnologischen Forschung infiziert, die ihn nicht mehr losließ. Zu tun gab es in den Anfängen der Biotechnologie in Deutschland reichlich: In den 1980er-Jahren half Domdey als erster Nachwuchsgruppenleiter beim Aufbau des Genzentrums München. Heute knüpft er Verbindungen zwischen Forschung, Firmen und Finanziers und hilft bei Start-ups und Spin-offs. Nach vielen Jahren in der Forschung an DNA und RNA arbeitet Horst Domdey heute als Wissenschafts- und Standortmanager des Raums München. Ein intensiver Gedankenaustausch und gegenseitige Unterstützung haben die Kooperation mit Horst Domdey geprägt: Wir wollten gemeinsam etwas erreichen. Der Austausch von biologischem Material (DNA, Plasmide) erfolgte auf Treu und Glauben bereits vor vertraglichen Vereinbarungen. Dr. Michael Bröker, Head of Medical Support and Coordination bei Novartis Vaccines, Marburg, entwickelte zusammen mit Professor Domdey eine Vakzine gegen das Bakterium Pseudomonas aeruginosa, das besonders Mukoviszidose-Kranken zu schaffen macht. Nein, als Chemiker in einem Betrieb zu arbeiten rund um die Uhr in Wechselschichten das schien Horst Domdey vor gut 30 Jahren doch ein zu anstrengender Beruf zu sein. Aber etwas mit Biochemie musste es schon sein, denn DNA und Proteine faszinierten ihn, seit er das erste Mal darüber gelesen hatte. Also schrieb er sich an der Universität Erlangen für ein Lehramtsstudium mit den Fächern Chemie und Biologie ein. Lehrer wurde er schließlich auch aber nur für einen Tag. Dann erhielt er die Zusage, am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried in einem spannenden Projekt promovieren zu können: Der ersten Erbgut-Entschlüsselung eines Viroids, des Spindelknollensucht-Viroids, einer Art Minimal- Virus, das auf Kartoffelfeldern großen Schaden anrichtet. Heute sind solche Erbgut-Sequenzierungen automatisiert und gängige Routine. Mit den biochemisch-technischen Möglichkeiten der 1970er Jahre aber waren sie noch Pionierarbeit und brachten Domdey eine Veröffentlichung in der renommierten Zeitschrift Nature ein. Dieser Erfolg war der Grund, warum ich in der Wissenschaft geblieben bin, erklärt der Biochemiker. Außerdem hatte er mittlerweile von seinen früheren Referendariatskollegen gehört, dass auch der Schuldienst recht große Alltagsmühen mit sich bringt. Ich habe mir gesagt: Das kannst du immer noch machen. Erst einmal wollte er mehr lernen über Gene: wie sie funktionieren, wie sie gesteuert werden und wie sie durch Gentechnik verändert werden können. Dazu ging er an das Schweizerische Institut für Experimentelle Krebsforschung. Gentechnik war in Deutschland bekannt, wurde aber in der Öffentlichkeit häufig mit Horrorszenarien verknüpft, erklärt Domdey. Toxische Gene, in Darmbakterien eingebracht, könnten die Menschheit gefährden so lautete eine der Befürchtungen. Und vom wissenschaftlichen Establishment sei das Potenzial der Gentechnik beispielsweise für die Arzneimittelherstellung überwiegend skeptisch betrachtet worden, erinnert sich der Genforscher: Viele Wissenschaftler sagten: Das Insulin-Gen liegt nicht in einem Stück vor wie will man damit Bakterien umprogrammieren, die keine mosaikförmigen Gene haben? 1982 erhielt dann in Darmbakterien produziertes Insulin in den USA die Zulassung. Seitdem kann das Hormon in Fermentern erzeugt werden, anstatt es aus Bauchspeicheldrüsen von Rindern oder Schweinen zu isolieren. Um sich wissenschaftlich in der Gentechnik weiterzuentwickeln, erhielt Domdey von vielen Seiten den Rat, eine Zeit lang in die USA zu gehen. Mit vier Koffern landeten seine Frau und er 1982 im sonnigen Kalifornien, wo sie The best time

17 GENZENTREN Horst Domdey 1 Als Heiratsvermittler bringt Horst Domdey die Wissenschaft mit Banken, Unternehmen und Investoren zusammen. of our life verlebten. Domdey forschte und lernte zunächst an der University of California, San Diego, später in Pasadena am California Institute of Technology. Er untersuchte den Mechanismus, wie aus den primären Gentranskripten die nicht kodierenden Intron-Sequenzen herausgeschnitten werden, den so genannten Spleiß-Mechanismus. Doch knapp zwei Jahre später zog es die Domdeys zurück nach Deutschland: Uns fehlten die Jahreszeiten und Kultur zu erschwinglichen Preisen. Außerdem wollte Domdey die erlernten Methoden auch zu Hause unter Beweis stellen. So wurde er erster Nachwuchsgruppenleiter des Genzentrums München, das gerade unter der Federführung von Professor Dr. Ernst-Ludwig Winnacker aufgebaut wurde, dem späteren Präsidenten der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Domdey forschte weiter am Boten-RNA-Splicing, verbesserte Methoden zur DNA-Analyse, entschlüsselte weitere Gene und habilitierte sich kam der Schock. Ein Brief vom Bundesforschungsministerium: Die beantragten Mittel zur dritten Förderperiode des Genzentrums München würden nur zur Hälfte genehmigt, die Förderung würde vertragsgemäß auslaufen. Das war schon ziemlich hart, sagt Domdey. Wir haben das BMFT damals dafür verwünscht. Retrospektiv betrachtet war es aber eine für die weitere Entwicklung des Genzentrums sehr wichtige Maßnahme, den Geldhahn wieder zuzudrehen. Denn so mussten die Wissenschaftler lernen, ihre Finanzierung durch alternative Finanzmittel auf eine nachhaltige Basis zu stellen gründete Domdey zusammen mit Kollegen die Firma MediGene, eines der ersten Biotech-Unternehmen in Deutschland: Wir sind von unseren Kollegen an der Universität dafür ausgelacht worden das funktioniere vielleicht in den USA, aber nicht in Deutschland und schon gar nicht im Münchener Vorort Martinsried. Heute verfügt die Medi- Gene AG über eine gut gefüllte Pipeline an medizinischen Wirkstoffen aus eigener biotechnologischer Entwicklung, und Martinsried ist zum Zentrum eines der größten Biotech- Ballungsräume in Europa geworden. Auch daran ist Domdey nicht ganz unschuldig. Denn nachdem der Raum München als einer der Gewinner des Bio- Regio-Wettbewerbs des Bundesforschungsministeriums feststand und so 50 Millionen DM Preisgeld für die Unterstützung biotechnologischer Firmengründungen erhielt, kündigte Domdey seine Stelle als Hochschullehrer und wurde Vorstand der Bio M AG. Die kümmerte sich um die Verteilung der Gelder, baute ein aktives lokales Netzwerk auf und begleitete mehr als 30 Unternehmen bei ihrer Gründung durch einen spezifischen Seed-Fonds. Domdeys mittlerweile umfangreiches Netzwerk in Forschung, Unternehmen und Politik hilft ihm seitdem dabei, anderen zu helfen: Wir wollen voneinander profitieren. Bei uns soll jeder Fehler maximal einmal gemacht werden. Heute ist der Großteil des Seed-Fonds investiert und man wartet auf Erträge, während Domdey weiter als Heiratsvermittler zwischen Wissenschaft, Banken und Unternehmen wirkt. Zurzeit entwickelt er ein Scouting -Programm, um an Universitäten und Forschungseinrichtungen aktiv nach kommerzialisierbaren Projekten zu suchen. Dabei ist ihm wichtig: Wir brauchen nicht unbedingt mehr Unternehmen durch neue Start-ups. Wir brauchen heute vor allem starke Unternehmen mit vielen guten Produkten. Prof. Dr. Horst Domdey Vorstand der Bio M AG, Martinsried Geschäftsführer der Bio M Biotech Cluster Development GmbH Honorarprofessor für Biochemie an der Ludwig-Maximilians-Universität München 1951 geboren in Sulzbach-Rosenberg (Oberpfalz) 1975 Erstes Staatsexamen (Chemie, Biologie) 1979 Promotion an der LMU München über die Nukleotid-Sequenz des PST -Viroids Postdoc am Schweizerischen Krebsfor - schungsinstitut, Epalinges, am Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried, an der University of California, San Diego, und am California Institute of Technology, Pasadena Nachwuchsgruppenleiter am Genzentrum München 1989 Habilitation im Fach Biochemie Universitätsprofessor für Biochemie, LMU München 1994 Mitgründer der Medigene AG seit 1998 Vorstand der Bio M AG und Honorarprofessor an der LMU München

18 18 Carmen Birchmeier GENZENTREN Wenn die Maus k.o. ist Was Mäuse uns über unsere eigenen Gene verraten, erforscht Professor Dr. Carmen Birchmeier am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Berlin. Begonnen hat die Entwicklungsbiologin mit der gentechnischen Untersuchung der kleinen Säugetiere während ihrer Zeit als Nachwuchsgruppenleiterin am Genzentrum Köln. Lao-shu, so heißt die Maus auf Mandarin, auf Arabisch klingt es wie fallà. In zehn Sprachen kann sich der Besucher auf Professor Carmen Birchmeiers Labor-Website anhören, wie die kosmopolitischen Nager in fremden Sprachen genannt werden. Die kleinen Säugetiere spielen in der Forschung der Biochemikerin eine zentrale Rolle: Birchmeier züchtet mit biotechnologischen Methoden Mäuse, denen bestimmte Gene fehlen so genannte Knock-out-Mäuse und erfährt auf diese Weise, welche Rolle diese Gene in der Entwicklung vom Embryo bis zum ausgewachsenen Tier spielen. Das ist deshalb so interessant, weil viele Gene der Maus ihren Gegenpart beim Menschen haben und dort ähnliche Aufgaben erfüllen. So kann die Wissenschaftlerin heute beispielsweise erklären, warum ein neuartiges Krebsmedikament in bestimmten Fällen als Nebenwirkung Herzprobleme verursachen kann. Birchmeiers heutige Erfolge in der Genforschung beginnen damit, dass sie Ende der 1970er-Jahre etwas tut, was sie eigentlich nicht kann: Sie studiert einige Semester lang im fremdsprachigen Ausland, in den USA. Ich habe klare Talente, aber Sprachen gehören nicht dazu, lacht die Wissenschaftlerin. Sie lacht gerne ihr volles Lachen, dabei ist sie gleichzeitig ein eher zurückhaltender Mensch. Über Privates redet sie nicht gern, lieber spricht sie von der modernen Molekularbiologie, die sie in den USA kennen lernt: Die hat mich sehr fasziniert. Gene und deren Funktionen bleiben von nun an Birchmeiers Thema. Sie promoviert bei Max Birnstiel, einem der beiden Genetik-Pioniere der Universität Zürich, und kann ihre Ergebnisse in renommierten wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlichen. Damals war das Publizieren zwar noch einfacher als heute, wo viel mehr Ergebnisse in einem Artikel verlangt werden. Doch ich hatte auch Glück mit meinem Dissertationsprojekt und konnte mir 1984 mit drei guten Papern praktisch aussuchen, wo ich als Postdoc hingehe, meint Birchmeier. Sie entscheidet sich wieder für die USA, diesmal für die Krebsforschung am privaten Forschungslabor Cold Spring Harbor bei New York. Dort wurde drei Jahre zuvor das erste Krebsgen beim Menschen gefunden. Krebs- oder Onkogene produzieren krankhaft veränderte Proteine, die für das Carmen beeindruckt mich dadurch, dass sie sich völlig furchtlos komplexen biologischen Prozessen mit den Methoden moderner Genetik nähert. Mit einzigartiger Sicherheit unterscheidet sie wichtige von trivialen Ergebnissen. Dr. Ermanno Gherardi vom MRC Centre and Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, UK, hat in Projekten zum Hepatocyten-Wachstumsfaktor mit Professor Birchmeier kooperiert. In der Entwicklungsbiologie ist Carmen Birchmeier heute wieder ein bisschen in der Krebsforschung angelangt, mit der sie in den USA und am Genzentrum Köln begann.

19 GENZENTREN Carmen Birchmeier 1 Wie Tyrosinkinase-Rezeptoren die Entwicklung der Maus beeinflussen, verraten gefärbte Gewebe-Dünnschnitte, die Carmen Birchmeier im Mikroskop betrachtet. ungehemmte Wachstum von Krebszellen verantwortlich sind. Bald entdeckt Birchmeier ein eigenes Onkogen, Ros, einen so genannten Tyrosinkinase-Rezeptor. Dabei handelt es sich um eine Art Antenne der Zelle, mit der sie biochemische Signale empfängt. Signale, die ihr zum Beispiel sagen: Teile dich! In Krebszellen allerdings, so zeigen Birchmeiers weitere Untersuchungen, spielt Ros nur eine untergeordnete Rolle. Und die Suche nach der Funktion von Ros in gesunden Zellen der liebe Gott hat die Onkogene ja nicht dazu geschaffen, damit Tumore entstehen, schmunzelt Birchmeier dauert lange und bringt ein mageres Ergebnis: Ros spielt offenbar ausschließlich in der Ausbildung männlicher Samenleiter während der Entwicklung eine Rolle. Ich habe dann gesagt: Was interessiert mich die männliche Fertilität!, feixt die Wissenschaftlerin. Sie ist ein bisschen enttäuscht vom begrenzten Ros- Forschungspotenzial und wendet sich anderen Themen zu. Zwei wissenschaftliche Prägungen hinterlässt Ros allerdings: Birchmeier widmet sich seitdem der Entwicklungsbiologie, und sie erlernt eine Methode, die sie fortan wie nur wenige Wissenschaftler weiterentwickelt: das gezielte Ausschalten von Genen Knock-outs in Mäusen. Da ist sie schon wieder in Deutschland und leitet eine Nachwuchsgruppe am Max-Delbrück-Laboratorium. Das ist Teil des Genzentrums Köln, in dem Maus-Genetiker gut vernetzt sind. Mithilfe der KO-Mäuse beginnt Birchmeier, die Aufgaben anderer Tyrosinkinase-Rezeptoren zu untersuchen, ErbB2 und c-met etwa, die sie bis heute beschäftigen. Diese Antennen spielen in der Entwicklung der Maus (und die analogen in der Entwicklung des Menschen) eine wesentlich zentralere Rolle als Ros: Bestimmte Zellen am Rücken des Embryos empfangen mit ihrer Hilfe den Befehl zu wandern und ziehen los, um das komplette Nervennetz des Körpers und die Muskeln in Zunge, Extremitäten und Zwerchfell zu formen. Außerdem haben die Gene weitere Funktionen: ErbB2 etwa sorgt für die korrekte Bildung des Herzens. Die erfolgreichen Publikationen aus der Kölner Zeit ebnen Birchmeier den Weg für die Berufung ans Max-Delbrück- Centrum für Molekulare Medizin in Berlin. Obwohl es mit der Zahl der Veröffentlichungen gegen Ende ihrer fünf Jahre knapp wird: Wir hatten zwar gute Daten, aber die waren noch nicht publiziert, meint die Forscherin. Sie ist froh, dass die Gutachter damals nicht allein auf ihre Publikationsliste schauten und sie in einem Verlängerungsjahr die Gelegenheit bekommt, ihre Arbeiten abzuschließen. In Berlin findet sie zusammen mit ihrer Gruppe noch mehr über die Tyrosinkinase-Rezeptor-Antennen heraus: Die stehen nicht nur während der frühen Entwicklung auf Empfang: ErbB2 beispielsweise ist auch für die Funktion des erwachsenen Herzens unerlässlich. Gleichzeitig ist ErbB2 ein Onkogen, das in etwa 20 Prozent der Brustkrebsformen ein Wachstumssignal übermittelt. Das wird in der Krebstherapie ausgenutzt: Ein neuartiges Medikament heftet sich an ErbB2 und mindert so das fatale Signal. So wird dem Krebs Einhalt geboten, unter Umständen allerdings mit schweren Nebenwirkungen: Einige der Patienten leiden unter Herzstörungen, für die Birchmeier jetzt eine Erklärung gefunden hat. Mit der Entwicklungsbiologie ist sie auf diese Weise wieder ein bisschen in der Krebsforschung angekommen, denn um solche Nebenwirkungen vorhersagen zu können, ist es gut zu wissen, welche anderen Funktionen Onkogene wie ErbB2 noch haben, meint sie. Und: In der heutigen Zeit, wo viele nach dem Sinn reiner Grundlagenforschung fragen, muss ich die Anwendungen der Entwicklungsbiologie immer herausstreichen. Prof. Dr. Carmen Birchmeier Professorin an der Freien Universität Berlin und Leiterin der Forschergruppe Signaltransduk - tion/entwicklungsbiologie am Max-Delbrück - Centrum, Berlin 1955 geboren in Waldshut Studium der Chemie und Biochemie in Konstanz, San Diego, Zürich; Diplom in Biochemie 1984 Promotion in Molekularbiologie, Universität Zürich Postdoc am Cold Spring Harbor Laboratory, New York, USA Nachwuchsgruppenleiterin am Max- Delbrück-Laboratorium, Genzentrum Köln 1993 Habilitation im Fach Genetik seit 1995 Forschergruppenleiterin Signaltransduktion/ Entwicklungsbiologie am Max-Delbrück - Centrum, Berlin seit 2002 Professorin an der FU Berlin

20 20 Alfred Nordheim GENZENTREN Von Sprungbrettern und Weggabelungen Der Molekularbiologe Professor Dr. Alfred Nordheim startete seinen wissenschaftlichen Werdegang mit der Untersuchung der DNA- Struktur und widmet sich heute der Proteinforschung als Lehrstuhlinhaber und Firmengründer. Ein wichtiges Sprungbrett auf seinem Weg war die Gruppenleiterstelle am Zentrum für Molekulare Biologie Heidelberg (ZMBH) im Rahmen des Genzentrums Heidelberg. Mit seinen guten Abschlüssen in der Tasche und den Erfahrungen, die er am Massachusetts Institute of Technology als Postdoc gesammelt hatte, stand Alfred Nordheim Anfang der 1980er-Jahre vor einer schwierigen Entscheidung: Sollte er eines von mehreren interessanten Stellenangeboten in den USA annehmen? Oder doch dem Bauchgefühl folgen und zurück in die Heimat gehen? Als Assistent an einem Lehrstuhl wäre ich nicht nach Deutschland zurückgekommen, stellt Nordheim klar. In den USA konnte er schon als Postdoc selbstständig forschen, und diese Freiheit wollte er nicht wieder aufgeben. Dass zu dieser Zeit in Heidelberg das Zentrum für Molekulare Biologie gegründet und im Rahmen der Genzentren-Förderung unabhängige Nachwuchsforschergruppen in Deutschland etabliert wurden, war für Nordheim glückliche Fügung: Er bewarb sich erfolgreich um die Leitung einer selbstständigen Arbeitsgruppe und entschied, zurückzukehren. Ich habe diesen Schritt nie bereut, sagt Nordheim, der heute Professor für Molekularbiologie an der Universität Tübingen ist. Diese Fünf-Jahres-Förderung war eine tolle Sache und ein einmaliges Sprungbrett für mich und meine Mitarbeiter. Aus den USA hat der Heimkehrer eine Forschungsfrage mitgebracht, die sich als schwieriger als erwartet entpuppte: Als die DNA 1979 zum ersten Mal kristallisiert wurde, stellte man überrascht fest, dass sie nicht rechts-, sondern linksdrehend ist. James Watson und Francis Crick hatten 1953 die Vorstellung von der DNA-Struktur als eine rechtsdrehende Wendeltreppe geprägt. Die ersten Kristallisationen stellten die Drehrichtung der DNA jedoch in Frage: Ist tatsächlich rechtshelikal die Regel? Und unter welchen biologischen Bedingungen klappt die DNA nach links? Was soll ich Ihnen sagen: Derartige Strukturfragen sind auch heute, 20 Jahre später, nicht eindeutig geklärt, meint der Molekularbiologe und ist froh, dass er sich in seiner Forschung nicht ausschließlich auf diesen einen Aspekt konzentriert hat. Er hat sein Wissen über die DNA-Struktur und Protein-Wechselwirkungen dazu genutzt, um seine Forschung auf ein anderes wichtiges Thema zu fokussieren, das noch heute den Mittelpunkt seiner Arbeit bildet: Die Transkription, also das Ablesen der Erbinformation und ihre Regulation. Seit er 1997 nach Tübingen kam, hat er außerdem einen neuen Forschungszweig kontinuierlich aufgebaut: die Proteomik. Dabei werden die Proteine untersucht, die von einem Genom zu einem bestimmten Zeitpunkt gebildet werden. Denn seit die Genome vieler Organismen entschlüsselt sind, darunter auch das von Mensch und Schimpanse, will man nun die Rolle der Proteine bei den molekularen und biologischen Prozessen klären. Nordheim widmet sich der Proteinforschung auf vielfältige Weise: Zum Einen im Rahmen seiner Arbeit als Lehrstuhlinhaber und wissenschaftlicher Koordinator seiner Gruppe. Auch wenn ich nicht mehr selbst an der Laborbank stehe und Lösungen pipettiere: Ich bin recht nah dran an den Forschungsprojekten meiner Leute, bringe meine Ideen ein und bin ein kritischer Zeitgenosse, beschreibt Nordheim seinen Forschungsalltag. Neben seinen akademischen Aufgaben ist er aber auch erfolgreicher Firmengründer: Um die Patente, die aus der Arbeit zur Proteomanalytik hervorgegangen sind, auch wirtschaftlich nutzen zu können, hat Nordheim 1999 die Firma ProteoMed GmbH gegründet. Den Zusammenbruch der New Economy