Die neue Life-Science-Biologie

00:00:00: Wissenschaft und Musik. Sound und Science. Was haben sie gemeinsam?

00:00:08: Vielleicht, dass man in der Wissenschaft, ähnlich wie in der Musik, aus einer eigenen

00:00:12: Sprache etwas Neues erschaffen kann. Sind es in der Musik die Noten, kann es in der

00:00:18: Forschung beispielsweise ein Gen sein. Entschlüsselt man diese Sprache, öffnet sich eine neue

00:00:25: Welt, die den Forschenden helfen kann, den Schlüssel zur Heilung von Erkrankungen wie

00:00:30: Alzheimer oder dem Zika-Virus zu finden. Wie das funktionieren kann, darüber spricht

00:00:35: der wissenschaftliche Geschäftsführer des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung

00:00:40: Prof. Josef Penninger in unserer letzten Adventsfolge. Wenn ihr mehr über Josef Penninger erfahren

00:00:46: wollt, dann hört doch einmal in die erste Folge von Infact, dem Podcast des Helmholtz-Zentrums

00:00:52: für Infektionsforschung rein. Oder schaut euch seinen Vortrag auf dem YouTube-Kanal des

00:00:57: HZi an.

00:00:58: Diese Musik macht mich immer sprachlos und dieser Genius, dass man aus dem Buch starben,

00:01:06: aus dem Buch starben, der Musik etwas Totale Neues schafft. Dieser Genius, den wir gerade

00:01:11: gehört haben von Notzeit und anderen Komponisten, das Video Literatur, dass man aufs Buch starben,

00:01:19: das Wörtern etwas Totale Neues generieren kann. Also, Smith-Oesi auf einem anderen Niveau,

00:01:26: das natürlich direkt in unsere Gehör geht und unsere Emotionen beeinflusst. Und für

00:01:31: mich war das immer auch die Wissenschaft. Wir, die wir auf die Natur hören, der Natur

00:01:39: zuschauen dürfen, das wir da einfach neue Zusammenhänge erkennen können und auch Zusammenhänge

00:01:50: herausfinden, die schon dargestellt worden sind. Ich möchte gerne in groben Pinselstrichen

00:01:58: mal darstellen, was Wissenschaft in den vielen letzten Jahrzehnten von vielen Wissenschaftlern,

00:02:06: auch vielen Wissenschaftlern von hier in Braunschweig, kann, wo das hingeht, was das mit Infektionsforschung

00:02:15: zu tun hat und da ich viele Jahre in Wien klebt habe, muss ich natürlich in Gustav Klimt

00:02:22: zeigen. In der großen jüdischen Wiener Tradition gibt es den Baum des Lebens. Wir werden geboren,

00:02:34: wir wachsen auf, wir werden erwachsen und eines Tages müssen wir leider sterben an verschiedenen

00:02:43: Erkrankungen, wie wir jetzt gehört haben von den Komponisten. Aber es gibt auch den

00:02:49: Baum des Wissens und durch Wissen, durch fundamentales Lernen und Verstehen, wie die Natur funktioniert,

00:02:58: wie wir funktionieren, wenn alles gut geht, was passiert, wenn die Dinge immer gut gehen,

00:03:03: können wir eventuell ein paar gute Jahre wieder zu unserem Leben dazugeben. Wie wir wissen,

00:03:10: vor 100 Jahren war die Lebenserwartung ungefähr 35, 30 Jahre, wenn man die Biografie von Almar

00:03:19: Mahler Werfel liest, die hatte vier Kinder, drei von denen sind an Infektionserkrankungen

00:03:25: gestorben. Wir sind wirklich sehr weit gekommen und haben einen weiten Weg gegangen, dass

00:03:33: viele von uns die Gelegenheit und Möglichkeit haben, dass wir alt werden, dass wir hier im

00:03:38: Raum sitzen dürfen, weil die meisten von uns vor 100 Jahren nicht hier gewesen werden.

00:03:43: In unserem Gehirnen haben wir ungefähr 300 Milliarden Zellen. In unserem Körper, der

00:03:51: jetzt vor ihnen steht, um Trillionen von Zellen. So wie kriegen wir das überhaupt draus, wie

00:03:58: wir funktionieren? Jetzt hat die Natur die Noten, auf denen die Natur spielt, die Klaviertour,

00:04:08: der Natur sind die vier Bausteine der DNA und wie wir die aneinanderordnet, wie Musik,

00:04:16: wie Pürozi, Schaffpflanzen, Menschen, Würmer, Fliegen, Bakterien und Viren. Und das können

00:04:27: wir auslesen. Und diese wunderbaren Technologien haben dazu geführt, dass wir mehr oder weniger

00:04:33: verstehen gelernt haben, wie Evolution auf einem größeren Niveau funktioniert. Wir leben

00:04:41: ungefähr vier Milliarden Jahre Evolution und am Ende sind wir, seit sehr junger Spezies,

00:04:51: der auf diesem Planeten angekommen ist. Und wenn man mich jetzt nehmen würde und durch

00:04:56: den Fleischwulf dreht und dann mal schaut, was unten rauskommt und alle DNA-Stücke, die

00:05:04: unten rauskommen, zusammenknüpft, dann kommt man ungefähr 10.000 Mal zum Mond und wieder

00:05:09: zurück. Also das ist die Länge der DNA, die wir in unserem Körper haben. Das andere ist,

00:05:18: dann schaut man nur, was da rauskommt und dann kommt man darauf, dass nur ungefähr 10 Prozent

00:05:23: von diesem Körper, der vor ihnen steht, menschliche DNA ist. Der Rest sind Viren, der Rest sind

00:05:29: Bakterien, der Rest sind Pilze, die mit uns leben. Also wir sind wirklich in dieser Welt

00:05:35: von Mikroben eingebettet und das sind auch Teil, Teil unserer eigenen DNA, springende Genen,

00:05:42: die zu uns reingesprungen sind. Teil unserer Bakterien, dem Darm leben, auf unserer Haut leben

00:05:48: und mit uns in Sympiose leben. Es gibt eigentlich sehr wenige Viren und Bakterien, die uns krank

00:05:56: machen. Die meisten sind unsere Freunde, mit denen wir hier gut leben können. So, jetzt

00:06:06: den groben Pinselstrichen. Was hat die Wissenschaft in den letzten paar Jahrzehnten gelernt? Wir

00:06:13: haben gelernt, dass man Gene lesen können. Mit diesen Sequenziermaschinen, so vor 30 Jahren,

00:06:19: haben wir Technologien gehabt. Der hat so ungefähr 2000 Jahre jetzt braucht, damit man die 3

00:06:27: Milliarden Buchstaben eines Menschen liest. Heute tut das eine Sequenziermaschine in

00:06:31: 5 Minuten. Es hat natürlich dazu geführt, dass man die Spezies, die auf diesem Planeten leben,

00:06:37: von Bakterien zu Viren, zu Sorgentieren, Insekten genetisch auslesen können. So, das ist eins der

00:06:47: Gene, die wir damals ausgelesen haben, vor vielen Jahren, wie ich in Toronto gearbeitet habe. Das ist

00:06:52: ein meiner Lieblingsorganismen, das ist eine Fliege, wie man sieht. Das ist ein Fliegenherz,

00:06:58: das schlägt und wir haben uns Gene gesucht und Genen versucht herauszufinden, die die

00:07:06: Fliegenherzentwicklung kontrollieren. Und das war eins der Gene, das wir gefunden haben.

00:07:11: Das kennen Sie vielleicht. Angiotensin Converting Enzyme Nummer 2, kurz AC2. Es ist ein uraltes

00:07:23: Gen, das wir auch in Bakterien finden. Reguliert bei uns den Blutdruck, also wenn Sie nach dem,

00:07:30: nach diesem Konzert aufstehen und nicht umfallen, das Grund ist, weil das System

00:07:35: im Blutdruck kontrolliert. Also wir haben an dem gearbeitet, haben das Gen rauskriegt und Sie

00:07:42: kennen das Gen und das Protein, das durch das Gen kodiert wird, wahrscheinlich besser durch

00:07:48: die SARS-CoV-2-Infektion, weil stellt sich heraus, AC2 ist die Tür, die essentielle Tür, die das

00:07:58: Virus braucht, um uns zu infizieren. Und so das ist die Tür, damit man da in den Raum reingeht,

00:08:04: wenn es keine AC2 mehr gibt, dann kann das Virus nicht in unseren Körper eindringen,

00:08:09: es gibt keine Infektion. Wie haben wir an dem damals gearbeitet, die Gene ausgelesen in

00:08:15: Fliegen und 12 Milliarden Impfungen später, müssen wir das erstimmen, weil jede Impfung,

00:08:23: die gemacht worden ist von RNA-Impfungen, für das der Nobelpreis geben hat, letztes Jahr andere

00:08:30: Ansätze von Impfungen zielen immer genau darauf hinaus, dass unser Bimonsystem, das die Katrin so

00:08:38: wunderbar dargestellt hat, Antikörper macht, Proteine macht, die blockieren, dass das Virus über

00:08:46: das Bike-Protein an AC2 bindet, wenn es blockieren kann, gibt es keine Infektion. Was wir auch

00:08:54: gelernt haben in Wissenschaft, wir heißt die Community der Wissenschaftler, die gemeinsam

00:08:59: zusammenarbeiten auf vielen Kontinenten, ist, wir haben gelernt Gene aktiv zu ändern. So,

00:09:06: wir können nicht nur Gene lesen in unglaublich großer Geschwindigkeit, sondern wir können die

00:09:12: aktiv ändern. Das ist wirklich das erste Mal in unserer Kulturgeschichte, dass man nicht nur

00:09:20: ausliest, was passiert, sondern auch etwas direkt ändern kann. Das sind meine Lieblingsmöglichkeiten,

00:09:29: das Bild dafür Genetik, also wenn ich Genetik unterrichte bei Studenten, das ist natürlich

00:09:38: Ey.

00:09:40: Grundsätze der Genetik, ein Mann und eine Frau treffen sie und dann kommt ein geschicktes

00:09:45: Kind raus. Es gibt natürlich viele Ansätze zusätzlich zu dem, was einer der nettesten

00:09:54: Ansätze ist, ich glaube, das im uns alle einigt, wie man Gene ändern kann. CRISPR,

00:10:01: die Gen-Schere, die kennen sie alle, Emmanuel Schappentier hat da kurzzeitig auch hier im

00:10:09: Braunschweig gearbeitet und geforschtet und Nobelpreis dafür gekriegt hat. Das CRISPR

00:10:15: Gen-Schere übrigens ist das Immunsystem von Bakterien, um sich Gen-Viren zu verteidigen.

00:10:21: Also wie Viren, die uns befallen können, gibt es Millionen von verschiedenen Viren,

00:10:28: die auch Bakterien befallen können und die Gen-Schere CRISPR ist das System,

00:10:32: wie sich Bakterien dagegen verteidigen. Was ich mir unglaublich finde in den Ozeanen,

00:10:39: gibt es mehr Viruspartikel als alle Sterne in dem gesamten Universum, das wir kennen. Also

00:10:48: auf unserem Planeten gibt es nur so unglaublich viele Dinge zu entdecken, von denen wir noch gar

00:10:52: keine Ahnung haben, wie die funktionieren. Jemand hat mir auch vor kurzem gesagt, in unseren

00:10:58: Ozeanen werden jeden Tag 30 Prozent ungefähr aller Bakterien, die dort leben, durch Virusinfektionen

00:11:07: getötet und erneuert. Also die mikrobelle Biomasse in unseren Ozeanen wird jeden dritten oder

00:11:16: vierten Tag komplett erneuert, seit ungefähr drei Milliarden Jahren, die wir kennen. Und wir haben

00:11:23: keine Ahnung, wie das funktioniert. Also eine erstaunliche Welt in der Überleben, nicht nur wir,

00:11:31: die drauf kommen, die das funktionieren können, sondern auch diese Welt der mikrobellen Arten.

00:11:38: So, das ist Technologien, die wir damals mitentwickelt haben, also das heißt Gen-Taget,

00:11:47: wo man mit Stammzellen dann Gene ändert haben, nur als Beispiel. Das war ein Gen, das wir gefunden

00:11:53: haben, das nennen wir renkligen, stellt sich heraus, das ist das Master Gene für Knochenschwund

00:11:59: und basierend auf dem sind Therapien entwickelt worden. Stellt sich natürlich die Frage, warum

00:12:06: tun die das überhaupt? Warum forschen die an dem überhaupt? Warum entwickeln sie diese Technologien

00:12:13: überhaupt? Zu was ist das gut für uns, die wir hier zuhören und hier sitzen? Also es gibt diese

00:12:21: Therapien, die schon Millionen von Menschen zugutekommen sind, für Oste, Prose, eine der häufigsten

00:12:28: Todesursachen im Alter, für Metastasen, die zu Knochenschwund führen, mehr als eine Million

00:12:35: Leute pro Jahr haben, dass wir machen jetzt Brustkrebsprävention, es gibt Humoren, die unheilbar

00:12:41: waren durch diese kleinen Entdeckungen, die wir damals gemacht haben, haben wir die heilbar gemacht.

00:12:47: So, wir können Gene lesen, wir können Gene aktiv ändern, ein Beispiel habe ich gezeigt und das war

00:13:01: für mich wirklich erstaunlich, obwohl ich in diesem Gebiet aufgewachsen bin, wir können und das

00:13:07: muss man sich auf der Zunge zergehen lassen, die biologische Zeit zurückdrehen, die biologische

00:13:15: Zeit zurückdrehen. Wir werden geboren, wachsen auf, werden älter, müssen leider eines Tages sterben,

00:13:24: aber durch Technologien, die durch Empronalforschung entstanden sind, hat Herr Jamanaka und natürlich

00:13:35: andere wie John Gerdan rausgekriegt, wie man zum Beispiel vor einer Blutzelle und das kann

00:13:41: ich von Ihnen allen tun, eine kleine Hautbiopsy nehmen und dann schneiden wir die vier Jamanaka-Faktoren

00:13:47: rein und ein paar Wochen später haben wir eine Stammzelle, die erste Zelle aus der wir entstanden

00:13:53: sind. Also wir können von allen Leuten, die hier im Raum sitzen, die biologische Zeit zurückdrehen

00:14:00: in eine Stammzelle. Ich glaube, das war eine der größten Leistungen, die, ja, du kannst ja von

00:14:08: der H-Tour, genau, gerne. Gute Idee. So, und was auch passiert ist in den letzten Jahren, ist, dass

00:14:22: man, dass die Forscher gelernt haben, dass das Moorgane zieht, dass diesen Stammzellen, menschlichen

00:14:28: Stammzellen, Zellen, die man zurückprogrammiert haben, eine selbstorganisierende Organe, die man

00:14:35: Organe wie den nennt, eins der Beispiele ist das. Das haben wir damals in Wien gemacht, ein deutscher

00:14:42: Forscher, Jürgen Knoblich und Madeleine Lenkester. Das ist das erste menschliche Gehirn, das von einer

00:14:49: Stammzelle gezogen wurde. Ich weiß noch, gute Jürgen haben das gezeigt auf der Stiege, er gesagt,

00:14:55: ich musste was zahlen, da im seinem iPhone und das war das Bild. Das war literally the first,

00:15:02: gibt es menschliche, erste menschliche Gehirn, also sehr primitiv noch in den Anfängen und natürlich

00:15:10: nur in den embryonalen Entwicklungen, dass das an der Stammzelle gezogen wurde. Das heißt,

00:15:14: jetzt können wir plötzlich an menschlichen Gehirnen forschen, von Leuten, die krank worden sind,

00:15:21: die genetische Anfälligkeiten haben, die Alzheimer kriegen, wo wir die Zellen zurückprogrammieren

00:15:27: und dann kann man forschen und eventuell neue Medikamente entwickeln und natürlich auch Infektionen

00:15:33: anschauen, das Zickervirus zum Beispiel, das dazu geführt hat, dass Kinder, die zu Müttern geboren

00:15:40: wurden, die infiziert worden sind, kleinere Gehirne hatten, Hirnerkrankungen kriegt haben.

00:15:46: So, eine Sache, die wir gemacht haben ist, was ja auch liebe Blutgefäße, also wir haben

00:15:57: ungefähr, wie wir hier sitzen, so ungefähr 100 Kilometer lange Blutgefäße, also mit

00:16:04: unseren Blutgefäßen können wir so zweimal um den Wörter und wieder zurück und wir haben

00:16:10: auch diese selbstorganisierenden Blutgefäße gezogen hier und das ist auch was wir jetzt machen,

00:16:17: das ist ein kleines Herz mit Blutgefäßen in Rot, das wir aus einer Stammzelle ziehen.

00:16:22: Also das sind so die Technologien, die sie entwickelt haben in den letzten Jahren,

00:16:27: nur ein paar Beispiele von mir, es gibt wunderbare Forschung von vielen, vielen Forschern,

00:16:32: wir können Gene lesen, wir können die aktiv ändern und wir können durch Human Tissue Engineering

00:16:40: Stammzellforschung, Mechanismen von normaler Physiologie, von Erkrankungen viel besser

00:16:48: verstehen lernen und dadurch natürlich auch viel bessere Medikamente entwickeln.

00:16:52: So, was hat das alles mit Infektionsbiologie zu tun? Das sind so die Viren, die uns in

00:17:02: letzten Jahren geschlagen haben, SARS-CoV-2 zu dieser unglaublichen Pandemie geführt,

00:17:08: die uns alle betroffen hat. Das Ebola-Virus, es gibt Ebola-ähnliche Viren, die jetzt in Europa

00:17:19: gelandet sind. Natürlich, die Kriegbe wird nicht weggehen, das Zickervirus. Die Frage ist natürlich,

00:17:27: wie gehen wir mit der nächsten Pandemie um, wie verwenden wir unsere Technologien von Genen,

00:17:33: Lesen, Genen ändern, menschlich-hörgane ziehen, um Infektionen besser zu verstehen. Wie schaffen

00:17:41: wir es, dass die nächste Pandemie uns nicht so trifft? Es wird wiederkommen, wir leben in engen

00:17:48: Räumen, wir reisen, die Urwälte werden abgeholzt. Also wir sind in einer Welt unglücklicherweise,

00:17:56: die dazu führt, dass es mehr und mehr dieser Infektionserkrankungen geben wird. Aber wir sind

00:18:02: auch in einer unglaublich interessanten und fantastischen Welt, die es uns erlauben wird,

00:18:07: das besser zu verstehen. Und wenn wir es besser verstehen, können wir auch was rational,

00:18:13: durch fundamentales Verstehen der Zusammenhänge, können wir was dagegen tun. So, um das jetzt

00:18:21: zu beenden auf einer positiven Note, ich glaube eines Tages müssen wir leider alle sterben,

00:18:28: aber heute noch nicht. Und ich glaube, dass diese Musik hier ist auch eine Celebration des Lebens,

00:18:40: das heute haben wir was anderes vor. Danke fürs Zuhören. Das Team des HZI wünscht euch frohe

00:18:49: Weihnachten, happy Holidays. Im neuen Jahr könnt ihr euch erneut auf spannende Podcast folgen freuen.

00:18:56: [Musik]

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