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Maria Leptin – eine Wissenschaftlerin an der europäischen Spitze

Die Entwicklungsbiologin Prof. Dr. Maria Leptin, die durch ihre Arbeiten über die Signalwege bei den Gestalt bildenden Prozessen in der Embryogenese der Fruchtfliege international bekannt geworden ist, steht seit Januar 2010 an der Spitze von EMBO, einer der renommiertesten Wissenschaftsorganisationen Europas.

Am 2. November 2010 schaltete Bundeskanzlerin Angela Merkel das Internetportal AcademiaNet frei, auf dem herausragende Forscherinnen im deutschsprachigen Raum vorgestellt werden, damit sie stärker ins Rampenlicht für die Besetzung von Führungspositionen in der Wissenschaft rücken. Frauen sind dort immer noch stark unterrepräsentiert; so sind nach Angaben der Wochenzeitung DIE ZEIT nur etwa zwölf Prozent der höchstdotierten Positionen in der deutschen Forschung von Frauen besetzt.

Erste Frau an der Spitze von EMBO

Prof. Dr. Maria Leptin © EMBO

Unter den jetzt ins Netz gestellten Porträts findet sich das von Maria Leptin, die seit Anfang des Jahres Direktorin der European Molecular Biology Organisation (EMBO) in Heidelberg ist. Sie hat damit ein Ziel erreicht, für das AcademiaNet eigens eingerichtet worden ist: die Leitung einer der renommiertesten Wissenschaftsorganisationen, die es in Europa gibt. Sie sei selbst überrascht gewesen, erklärte die Molekularbiologin, die eine Professur am Institut für Genetik der Universität Köln innehatte, in der Kölner Universitätszeitung, und natürlich habe sie sich gefreut, an die Spitze von EMBO berufen zu werden.

Stolz darf sie darauf auch ein bisschen sein, in der Nachfolge von Raymond Appleyard, John Tooze, Frank Gannon und Hermann Bujard als erste Frau diesen Posten innezuhaben. Maria Leptin hatte zu Genüge erfahren, wie hart es ist, als Frau und Mutter von zwei Söhnen die Doppelbelastung einer wissenschaftlichen Karriere auf hohem Niveau und der Familienpflichten zu bewältigen. Eine ihrer vielen Funktionen, die sie mit Freuden wahrnimmt, ist die Arbeit im Direktorenausschuss der Christiane Nüsslein-Volhard-Stiftung, die begabte junge Wissenschaftlerinnen mit Kindern von ihren häuslichen Aufgaben entlastet, zum Beispiel durch finanzielle Unterstützung für Haushaltshilfe und Kinderbetreuung, damit ihr Talent der wissenschaftlichen Forschung nicht verloren geht.      

Forscherinnenlaufbahn

Nach dem Studium der Mathematik und Biologie in Bonn und Heidelberg ging Maria Leptin an das Basel Institut für Immunologie ins Labor von Fritz Melchers und promovierte 1983 mit einer Doktorarbeit über die Aktivierung von B-Lymphozyten. Anschließend ging sie ans Medical Research Council in Cambridge, England, wo sie als Postdoctoral Fellow im Laboratory of Molecular Biology bei Michael Wilcox die positionsspezifischen (PS-)Integrine während der Embryogenese von Drosophila erforschte. Derartige Proteine spielen nicht nur in der Fliege, sondern auch in Wirbeltieren für die Gewebe- und Formbildung in der Entwicklung eine große Rolle. Das Forschungsgebiet der molekularbiologischen Morphogenese hat Leptin seitdem nicht mehr losgelassen.

Verzweigte terminale Tracheenzelle bei Drosophila mit Fluoreszenzmarkern © Doktorarbeit Jayan Nair, Leptin Group, EMBL

Nach einem Aufenthalt als Gastwissenschaftlerin an der University of California in San Francisco mit Forschungsarbeiten über die Gastrulation war Leptin von 1989 bis 1994 Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen bei der Drosophila-Forscherin und späteren Nobelpreisträgerin Christiane Nüsslein-Volhard. Hier wurden ihre Söhne geboren,1991 Bruno und anderthalb Jahre später Jakob. Sie kämpfte für die Einrichtung einer Kindertagesstätte und war schließlich im März 1992 damit auch erfolgreich, nicht zuletzt auch dank der Unterstützung durch Nüsslein-Volhard. 

1994 erhielt Maria Leptin eine Professur am Institut für Genetik der Universität zu Köln und blieb hier - unterbrochen von Gastaufenthalten an der Ecole Normale Supérieure in Paris und am Wellcome Trust Sanger Centre in Hinxton, England - bis zu ihrer Berufung als EMBO Direktorin nach Heidelberg.

Drosophila-Morphogenese

Die Gestalt bildenden Prozesse im Embryo, bei denen aus einschichtigen Epithelien vielschichtige Gewebe werden, erfolgen durch Faltungen und Einstülpungen (Invagination) der Epithelien oder durch Einwanderung von Zellgruppen oder Einzelzellen. Durch Bindung von Membranproteinen (wie zum Beispiel den Integrinen) an Komponenten der extrazellulären Matrix (wie zum Beispiel dem Fibronectin) werden die Zellen verankert. Die gerichteten Wanderungen der Zellen, ihr Wachstum und ihre Vermehrung werden durch vielgliedrige Signalketten gesteuert, die zwischen Rezeptoren auf der Plasmamembran (wie zum Beispiel dem „fibroblast growth factor receptor“, FGFR) und DNA-bindenden Transkriptionsfaktoren geschaltet sind. Zur Aufklärung dieser komplexen Signalwege haben Leptin und ihre Mitarbeiter wesentlich beigetragen. So identifizierten und charakterisierten sie eine Proteinkomponente im FGFR-Signaltransduktionsweg unterhalb des Rezeptors („downstream of FGFR“, daher „dof“ genannt), die in der Embryogenese von Drosophila für die Bildung des Mesoderms und damit des Herzens und für die Entwicklung des für die Atmung notwendigen Tracheen-Netzwerks entscheidend ist. Dof bindet an die beiden bei Drosophila vorkommenden FGF-Rezeptoren „Heartless“ und „Breathless“ und wird nach Aktivierung des Rezeptors an mehreren Tyrosinresten phosphoryliert. Über diese Phosphotyrosin-Reste können Signalproteine gebunden werden (zum Beispiel „Corkscrew“ und Src64B), durch die Verbindungen mit dem MAP-Kinase-Transduktionsweg (MAP: „mitogen activated protein“) hergestellt werden, der Signale zum Zellkern und zur DNA vermittelt. Auch beim Menschen sind entsprechende Signalwege mit homologen Proteinen vorhanden, die bei der Differenzierung von Geweben und möglicherweise auch bei der Entstehung von Tumoren eine Rolle spielen.

Zur Fortführung ihrer Forschungsarbeiten in Heidelberg hat Maria Leptin am Europäischen Molekularbiologischen Laboratorium (EMBL) eine Arbeitsgruppe aufgebaut, die sich mit der Bildung komplexer Zellformen und der Lokalisation der mRNA und Proteine bei der Festlegung der Polarität in diesen Zellformen befasst. Schwerpunkte der Forschung liegen auf der Untersuchung der terminalen Zellen des Atmungssystems (der Tracheen) von Drosophila, sowie dem Epithel des Embryos während der Gastrulation.

EMBO-Direktorin

Das EMBO-Gebäude auf dem Campus des Europäischen Molekularbiologischen Laboratoriums, Heidelberg. © EMBL

Viel Zeit im Labor bleibt der EMBO-Direktorin nicht. Die Arbeit an der Spitze der europäischen Wissenschaftsorganisation, die im Wesentlichen aus Beiträgen der European Molecular Biology Conference (EMBC) aus Delegierten der 27 Mitgliedsstaaten finanziert wird, bringt es mit sich, dass Maria Leptin sehr viel auf Reisen ist. Über alle europäischen Ländergrenzen hinweg fördert EMBO vielfältige Workshops, Trainingskurse und Stipendienprogramme für Nachwuchswissenschaftler („EMBO Postdoctoral Fellows" und „Young Investigators"). Die EMBO-Publikationen („EMBO Journal", „EMBO reports", und als Joint Venture mit der Zeitschrift „Nature": „Molecular Systems Biology") gehören international zu den wichtigsten der Molekularbiologie. „Die Basis von EMBOs Reputation und sein wichtigster Besitz sind jedoch seine Mitglieder selbst", sagte Maria Leptin anlässlich der Bekanntgabe der 2010 neu nominierten Mitglieder in der Organisation. Inzwischen gehören EMBO über 1.400 Wissenschaftler aus Europa und etwa 90 assoziierte Mitglieder aus außereuropäischen Ländern an, darunter 47 Nobelpreisträger. Mehr als die Hälfte der Mitglieder engagieren sich in EMBO-Aktivitäten, als Gutachter und Juroren für die wissenschaftlichen Journale, Förderprogramme und für die Verleihung von Graduiertenstipendien und Auszeichnungen, als Mentoren junger Wissenschaftler, als Lehrer und Trainer in Workshops und praktischen Kursen. Sie bringen ihr Wissen und Können, ihre Erfahrung und Reputation ein, um neue Forschungsinitiativen auf den Weg zu bringen und die Wissenschaftslandschaft in Europa und darüber hinaus zu formen. Die Pflege und Koordination dieses Netzwerks von Spitzenforschern ist eine der wichtigsten Aufgaben der EMBO-Direktorin.

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