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Christiane Wobus forscht zwischen den Welten an Noroviren

Prof. Dr. Christiane Wobus erforscht mausspezifische Noroviren. Die Virologin will die Interaktion zwischen Viruspartikel und Wirtszelle bei der Kontaktaufnahme aufklären. Mit einem Humboldt-Stipendium kehrt die in den USA lebende Virologin für ein Jahr nach Deutschland an das Interfakultäre Institut für Biochemie in Tübingen zurück. Hier schätzt sie unter anderem die Vorteile der Kooperationskultur in Deutschland. Einer Rückkehr aus den USA steht sie nach Abwägung der Rahmenbedingungen für Forscher in den beiden Ländern inzwischen positiv gegenüber.

Glossar

  • Bakterien sind mikroskopisch kleine, einzellige Lebewesen, die zu den Prokaryoten gehören.
  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Die Ribonukleinsäure (Abk. RNS oder RNA) ist eine in der Regel einzelsträngige Nukleinsäure, die der DNA sehr ähnlich ist. Sie besteht ebenfalls aus einem Zuckerphosphat-Rückgrat sowie einer Abfolge von vier Basen. Allerdings handelt es sich beim Zuckermolekül um Ribose und anstelle von Thymin enthält die RNA die Base Uracil. Die RNA hat vielfältige Formen und Funktionen; sie dient z. B. als Informationsvorlage bei der Proteinbiosynthese und bildet das Genom von RNA-Viren.
  • Ein Virus ist ein infektiöses Partikel (keine Zelle!), das aus einer Proteinhülle und aus einem Genom (DNA oder RNA) besteht. Um sich vermehren zu können, ist es vollständig auf die Stoffwechsel der lebenden Zellen des Wirtsorganismus angewiesen (z.B. Bakterien bei Phagen, Leberzellen beim Hepatitis-A-Virus).
  • Ein Peptid ist eine organisch-chemische Verbindung, die aus mehreren Aminosäuren (AS) besteht, die miteinander zu einer Kette verbunden wurden. Die Aminosäuren sind über Peptidbindungen miteinander verknüpft. Als Peptide bezeichnet man relativ kurze Aminosäurenketten (20 - 100 Aminosäuren), dagegen bezeichnet man längere Aminosäurenketten (>100) als Proteine.
  • Biochemie ist die Lehre von den chemischen Vorgängen in Lebewesen und liegt damit im Grenzbereich zwischen Chemie, Biologie und Physiologie.
  • Die Molekularbiologie beschäftigt sich mit der Struktur, Biosynthese und Funktion von DNA und RNA und und deren Interaktion miteinander und mit Proteinen. Mit Hilfe von molekularbiologischen Daten ist es zum Beispiel möglich, die Ursache von Krankheiten besser zu verstehen und die Wirkungsweise von Medikamenten zu optimieren.
  • kb ist die Abkürzung für Kilobase. Diese Einheit für die Länge von DNA- oder RNA-Molekülen entspricht 1.000 Basen bzw. Basenpaaren der Nukleinsäure.
  • Molekular bedeutet: auf Ebene der Moleküle.
Prof. Dr. Christiane Wobus ist eine von jährlich bis zu 25 herausragenden internationalen Wissenschaftlerinnen, der die Humboldt-Stiftung über den Friedrich Wilhelm Bessel-Forschungspreis einen Deutschland-Aufenthalt ermöglicht. © Amanda Crain

Einer US-typischen Tradition hat Prof. Dr. Christiane Wobus ihren Aufenthalt in Tübingen zu verdanken: „In den USA haben fest angestellte Professoren alle sieben Jahre das Anrecht auf ein ‚Sabbatical', also ein Jahr Auszeit", erklärt Wobus. Während viele ihrer Kollegen auch das Sabbatical an ihrer US-Heimatuniversität verbringen, entschied sie sich mitsamt ihrer Familie anders. „Wir fanden es attraktiv, im Sabbatical Deutschland wiederzuentdecken und zugleich einen neuen Blickwinkel auf die Arbeit zu bekommen." Bereits in den 90ern hatte das Paar – sie aus Sachsen-Anhalt, er waschechter US-Amerikaner und ebenfalls Biologe – eine gemeinsame Zeit in Baden-Württemberg verbracht. Nach dem Masterstudium an der Michigan State University promovierte Wobus in Heidelberg über Adeno-assoziierte Viren als Genvektoren in therapeutischen Anwendungen, während ihr Partner am EMBL forschte.

Um die Jahrtausendwende gingen die beiden in die USA zurück. Wobus arbeitete erst als Postdoc an der Washington University in St. Louis und ab 2007 dann als „Assistant Professor" an der University of Michigan in Ann Arbor. 2014 konnte sie sich für eine „Tenure Professorship" qualifizieren und erhielt damit eine Festanstellung an ihrer Universität. Dieser Weg zur Professur sieht etwas anders aus als bei der nach wie vor in Deutschland üblichen Habilitation. „Für eine ‚Tenure Professorship' bewirbt man sich, indem man eine ganze Reihe von Qualifikationen nachweist. Natürlich wird die Publikationsliste begutachtet, aber auch, in welchem Umfang man bisher Drittmittel eingeworben hat und wie es mit der internationalen Reputation aussieht. Eine Prüfung gibt es nicht", sagt Wobus.

Als sie Tenure-Status erhielt, war aus dem Paar längst eine Familie mit zwei Kindern geworden, die zwischen den großen Seen (Lake Michigan, Huron und Erie) heimisch geworden war. Ganz toll findet die Virologin die gute Vereinbarkeit von Beruf und Familie in den USA – vor allem, seit sie erfährt, wie schwierig dies teilweise in Deutschland ist. „In den USA ist es zum Beispiel üblich, Seminare und Besprechungen zwischen 9 und 17 Uhr durchzuführen, das passt dann zu den Zeiten der Kinderbetreuung. Ein Kindergarten, der mittags schließt, ist in den USA nicht denkbar." Allerdings muss sie auch einräumen, dass die Kosten für die Kinderbetreuung in Deutschland deutlich niedriger sind. „Die Gebühren, sowohl für die Kinderkrippe als auch für den Kindergarten, sind in den USA um ein Vielfaches höher als in Deutschland."

Vereinbarkeit von Job und Familie in den USA leichter - aber auch teurer

Der Eintritt des murinen Norovirus erfolgt in mehreren Schritten. Der erste ist die Bindung an Zuckerreste auf der Zelloberfläche (attachment receptor). Ob und wie eventuell im Zusammenhang damit ein Oberflächenprotein als Internalisierungs-Rezeptor wirkt, wird noch erforscht. © Wobus, University of Michigan

Als sich Wobus für ein Humboldt-Stipendium bewarb, war klar, dass es auf jeden Fall eine Familienentscheidung würde. Nach Tübingen ging es deshalb nicht nur aus wissenschaftlichen Gründen, sondern auch, weil die Universität zeitgleich ihrem Mann einen Aufenthalt als Gastprofessor am ZMBP (Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen) ermöglichte.

Für Wobus spielte es natürlich ebenfalls eine große Rolle, dass Prof. Dr. Thilo Stehle in Tübingen am Interfakultären Institut für Biochemie, kurz IFIB, Viren einschließlich der Noroviren erforscht. Die RNA-Viren sind berühmt-berüchtigt für die üblen Durchfallerkrankungen, die auch hierzulande immer wieder epidemieartig ausbrechen. Wobus befasst sich bereits seit ihrer Postdoc-Zeit mit den Erregern. „Ich war schon damals fasziniert davon, wie etwas selbst nach Virenmaßstab derart Kleines mit so wenig genetischer Information seine Wirtszellen und den Wirt verändern kann."

Heute arbeitet Wobus mit mausspezifischen Noroviren und will die Interaktion zwischen Viruspartikel und Wirtszelle bei der Kontaktaufnahme aufklären. „Man weiß, dass die Viren an Zuckerbausteine auf der Zelloberfläche von Immunzellen andocken. Die Zucker fungieren quasi als Klebstoff für die Viren. Wofür die Zuckerbindung darüber hinaus wichtig ist, ist jedoch noch weitgehend unbekannt. Uns interessiert auch, wie das Virus eventuell mit Peptiden auf der Zelloberfläche interagiert und damit seine Internalisierung einleitet oder Signalkaskaden in der Wirtszelle auslöst", so die Forscherin.

Interessanterweise binden Noroviren nicht nur an Zucker auf den eigentlichen Wirtszellen, sondern auch an Zucker auf der Oberfläche von Bakterien, die im Darm reichlich vertreten sind. Diese Bindung an Bakterien scheint für die Infektion des Darms wichtig zu sein, denn: „Wir sehen, dass im bakterienfrei gehaltenen Mausdarm die Infektionsrate deutlich reduziert ist", sagt Wobus. „Außerdem ist uns noch ein Rätsel, wie die Viren so effizient den Wirt infizieren können, wenn sie doch eigentlich durch die Bindung an Bakterien dafür ausfallen sollten. Rein mechanistisch müssten sie die Bakterienzelle loslassen, um in die Wirtszelle eindringen zu können."

Auch wenn diese Fragestellungen zunächst noch im Grundlagenbereich bearbeitet werden, ist der Erkenntnisbedarf für die medizinische Anwendung groß. „Gerade in Entwicklungsländern ist der Krankheitsverlauf durch den schlechten Allgemeinzustand der Patienten oft dramatisch. Einer Studie zufolge sterben pro Jahr rund 200.000 Kinder in Entwicklungsländern an Noroviren, während es in den USA etwa 800 sind", so Wobus.

Deutsche Kooperationskultur kann punkten

Kryo-elektronenmikroskopische Aufnahme des mausspezifischen Norovirus. Die unterschiedlichen Farben kennzeichnen die verschiedenen Domänen des Virus. © Thomas Smith, Donald Danforth Plant Science Center, St. Louis

Während Wobus nun seit August 2014 die Zusammenhänge gemeinsam mit dem IFIB-Team untersucht, hat sie besonders die interdisziplinäre Kooperationskultur in Deutschland schätzen gelernt. „In Deutschland sind eher Großprojekte im Fokus, die das Potenzial auch von vorangegangenen Kooperationen gut ausschöpfen können. In Amerika wird eher nach dem ‚Cowboy'-Prinzip gearbeitet: Einer allein muss das schaffen. Auch um Tenure-Status zu erreichen, muss man seine Unabhängigkeit vom vorherigen Mentor beweisen. Gemeinsame Publikationen mit dem Mentor zählen nicht bei der Tenure-Bewerbung. Deshalb kommt man im Gegensatz zu Deutschland auch gar nicht erst auf die Idee, mit seinem ehemaligen Chef gemeinsam einen Drittmittel-Antrag zu stellen." Erfreulich an der Verbundarbeit sei es auch, dass die Forscher dadurch relativ einfach Zugang zu Experten und Expertisen an ganz unterschiedlichen Standorten haben.

Alles in allem kann sich Wobus inzwischen gut vorstellen, wieder nach Deutschland zurückzukehren. Auch ihr Mann und ihre Kinder wären wohl nicht abgeneigt. Dabei mag es auch eine Rolle spielen, dass es in den USA heute nicht mehr so einfach ist, Fördergelder für Life-Science-Projekte zu bekommen wie noch vor einigen Jahren. „Entscheidend wäre für uns jedoch, dass es zwei passende Stellen am gleichen Standort gibt. Rückkehrer-Programme funktionieren ganz gut für eine Person, aber ich denke, weniger für ein Forscherpaar", so Wobus' Einschätzung. Trotzdem haben die beiden bereits ihre Fühler ausgestreckt und loten jetzt die Möglichkeiten für ein doppeltes Forscherleben in Deutschland aus.

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