SCIENTIFIC BIO

MOLEKÜLE UND INDIKATIONEN

Der Ausgangspunkt für die heutige Arzneimittelentwicklung ist das Wissen, welche Faktoren (meist Protein-Moleküle) eine entscheidende Funktion bei der Entstehung einer Krankheit haben. Danach folgt die Suche nach Wirkstoffen, die diese sogenannten Zielmoleküle hemmen oder stimulieren. Die Bilder zeigen einige der Moleküle, mit denen ich über meine Arbeit in Frankfurt von 1991 bis 2023 in Berührung gekommen bin.

FUNKTIONELLE GENOMIK DER OSTEOARTHRITIS

Die einfache Idee, gesunden mit osteoarthritischem Gelenkknorpel zu vergleichen, um neue Behandlungsmöglichkeiten zu finden, erforderte einige Anstrengungen:

eine Win-Win-Konstellation mit 13 Partnern aus Hochschulen, Kliniken, kleinen Biotech-Unternehmen und der Industrie zu schaffen
5+ Jahre von 1999-2005
und Unterstützung durch das BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung).

KERNPORENKOMPLEX

Der Transport zwischen dem Zytoplasma und dem Kern einer Zelle erfolgt durch Kernporen. Während meiner Postdoc-Zeit im Labor von Günter Blobel an der Rockefeller University, New York, war ich Teil eines Teams, das mit GP210 das erste Protein des Kernporenkomplexes klonierte (1987-90).

ADHÄSIONSMOLEKÜLE

Um eine Entzündung zu bekämpfen, müssen Immunzellen in ein erkranktes Gewebe eindringen. Die Zellen verwenden Adhäsionsmoleküle auf ihrer Oberfläche, um das Zielgewebe zu erkennen und an ihm zu haften. Als Gastwissenschaftler im Labor von Brian Seed an der Harvard Medical School in Boston klonte ich ein Enzym, das die Zucker-Seitenketten und damit die Eigenschaften von Adhäsionsmolekülen verändert (1990-91).

INTERMEDIÄR-FILAMENTE VON WIRBELLOSEN

Zellen besitzen ebenfalls ein Skelett, das Zytoskelett. Es besteht aus Aktinfilamenten, Mikrotubuli und aus Intermediärfilamenten. Vor meiner Doktorarbeit in Zellbiologie (1984-87) bei Prof. Dr. Klaus Weber und Prof. Dr. Mary Osborn am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen, war nicht bekannt, ob auch wirbellose Tiere (Invertebraten), die 95% der beschriebenen Tierarten der Welt ausmachen, solche Intermediärfilamente außerhalb von Nervenzellen enthalten. Es gelang mir der Nachweis dieser Filamente zunächst in den Epithelzellen der Speiseröhre von Weinbergschnecken (Helix pomatia), später in vielen weiteren Invertebraten, was auf interessante evolutionäre Aspekte hinwies.

GRAVITROPISMUS DER CHARA ALGE

Die Armleuchteralge Chara verankert sich im Sediment eines Gewässers, indem ihre einzelligen Wurzeln (Rhizoide) in Richtung der Schwerkraft wachsen. Man nennt dies Gravitropismus. Aber über welchen zellulären Mechanismus nehmen diese Rhizoide die Schwerkraft wahr?

In meiner Diplomarbeit an der Universität Bonn (1982-84) konnte ich als erster licht- und elektronenmikroskopisch den sogenannten Spitzenkörper in diesen Rhizoiden sichtbar machen und zeigen, dass er aus dem Membrannetzwerk des endoplasmatischen Retikulums besteht und wie er das Spitzenwachstum der Rhizoide steuert.

LUFTVERSCHMUTZUNG

Flechten dienen als Bio-Indikatoren der Luftverschmutzung. Da Flechten nicht immer verfügbar sind, verwendetet ich Kulturröhrchen mit der Alge Spirogyra um die Luftverschmutzung in Bonn zu kartieren. Diese Arbeit brachte mir 1975 bei Jugend forscht den Sonderpreis des Bundesinnenministers, einen sechswöchigen Aufenthalt am Weizmann Institute of Science und meine erste Veröffentlichung (Bartnik, E. 1976. Versuche zur Luftverunreinigungskartierung mit der Algengattung Spirogyra. Staub - Reinhaltung der Luft 36, 168-173).