Albrecht Kossel und die Gentechnik

Albrecht Kossel wird am 16.September 1853 als ältester Sohn des preußischen Konsuls Albrecht Kossel und seiner Frau Clara in Rostock geboren. Zusammen mit seinen fünf Geschwistern wächst er in der Hartestraße 25 auf. Als er alt genug ist geht er auf die Große Stadtschule in seinem Geburtsort. Er schafft erfolgreich seinen Abschluss und studiert Medizin und Naturwissenschaften in Rostock und Straßburg. Nur ein Jahr nach Abschluss seines Studiums wird ihm der Doktor der Medizin verliehen. Der Beginn einer bedeutenden wissenschaftlichen Karriere.

Die Entdeckung der Nukleinbasen

Albrecht Kossel beginnt 1878 die Arbeiten von dem Mediziner Friedrich Miescher fortzusetzen. Dieser wurde im Jahr 1844 geboren und ist als Entdecker der Nukleinsäuren (DNA). Diese sind als saure Bestandteile des Zellkerns bekannt. Miescher entdeckte die Nukleinsäure in weißen Blutkörperchen und nannte sie Nuklein (abgeleitet vom lateinischen “nucleus” = Kern).

Diese Arbeiten von Miescher benutze Albrecht Kossel als Grundlage für seine Forschungen. Damit kann er nachweisen, dass das von Miescher genannte Nuklein keinen Reservestoff in Organismen darstellt. Mit gezielten Hungerversuchen an Hühnern und Tauben belegt er, dass sich die Menge der Nukleine nur gering verändert, egal ob ein Organismus hungert oder nicht. Während Kossel 1883 nachweist, dass Guanin ein Spaltprodukt des Nukleins ist, leitet er die Chemische Abteilung des Physiologischen Instituts der Universität Berlin. Nur zwei Jahre später entdeckt Kossel aus einer Rinder-Bauchspeicheldrüse eine weitere Base.

Diese Base nennt er Adenin. Diese hat er nach dem griechischen Wort “aden”, welches Drüse bedeutet, benannt.

Diese Gesamtheit der basischen Substanzen fasst er unter dem Namen “Nukleinbasen” zusammen.

1893 entdeckt er mit einem Assistenten aus der Thymusdrüse eines Kalbes ein weiteres Spaltprodukt, welches er Thymin nennt. Nur ein Jahr später können sie noch eine weitere Substanz isolieren – das Cytosin. Damit sind die vier Nukleinbasen, die heute die Grundlage der DNA bilden entdeckt worden. Zusammen mit seinem Mitarbeiter Hermann Streudel bemerkt Kossel, dass diese vier Nukleinbasen in allen entwicklungsfähigen Zellen zu finden sind. Albrecht Kossel legt damit die wesentlichen Voraussetzungen für das berühmte Doppel-Helix-Modell der DNA. James Watson und Francis Crick gelingt es 1953 den strukturellen Aufbau der DNA zu entschlüsseln und im Modell nachzubilden.

Timeline

Nobelpreis

Es ist der 10. Dezember 1910 und die Nobelpreise für dieses Jahr werden verliehen. Der Nobelpreis ist von dem schwedischen Erfinder Alfred Nobel (1833–1896) gestiftet. Auch Albrecht Kossel bekommt einen Nobelpreis für „Physiologie oder Medizin“. Für die Entdeckung der Nukleinbasen wird ihm seine Medaille neun Jahre nach der ersten Verleihung des Nobelpreises überreicht.

Der Nobelpreis wird seit 1901 jährlich vergeben

Der schwedische Erfinder Alfred Nobel (1833–1896)

Gentechnik

Die heutige Gentechnik beruht auf den Entdeckungen von Albrecht Kossel. Wären die Nukleinbasen nicht entdeckt worden, so würden die nachfolgenden Forschungen an der Gentechnik gar nicht stattfinden oder möglich sein. Als Gentechnik bezeichnet man Methoden und Verfahren, bei denen in das Erbgut von Lebewesen eingegriffen wird und somit die Steuerungsvorgänge beeinflusst werden können. Die Gentechnik wird heutzutage in der Medizin, der Industrie oder der Abfallwirtschaft eingesetzt. Außerdem zur Anwendung bei Pflanzen und Lebewesen des Meeres, insbesondere Tiefseebakterien.

Mit Albrecht Kossels Entdeckung und Vorlage des Doppelhelix-Modells von Watson und Crick, ist die Grundlage für die Forschungen an der Gentechnik gelegt.

Definition:

Gen·tech·nik
/ˈɡeːntɛçnɪk,Géntechnik/
Substantiv, feminin [die] Technik der Erforschung und Manipulation der Gene

Anti-Matsch-Tomate

In den USA kommt 1994 die erste gentechnisch veränderte “Anti-Matsch-Tomate” auf den Markt. Diese bleibt nach dem Ernten 14 Tage länger frisch als die bisher angebauten Tomaten. Bereits zwei Jahre später werden großflächig genetisch veränderte Pflanzen wie Mais und Soja angebaut.

Auch heute werden noch Pflanzen wie Mais, Kartoffeln, Raps, Soja und Baumwolle genmanipuliert. Dabei werden Gene so manipuliert, dass Mutationen entstehen, die bestimmte Eigenschaften bekommen oder verlieren. Zum Beispiel sind gentechnisch veränderte Pflanzen teilweise gegen verschiedene Schädlinge oder sogar das Wetter resistent. Gentechnikern ist es gelungen eine Maisart zu züchten, die große Trockenperioden überleben kann. Dazu wurde ein Gen injiziert, welches dafür sorgt, auch bei Wassermangel die wichtigsten Zellfunktionen aufrecht zu erhalten.

Ein weiteres Beispiel für Gentechnik an Pflanzen ist ein Reis ohne Allergen. Reis enthält ein Eiweiß, dass bei manchen Menschen Allergien auslöst. Durch die Gentechnik ist es Wissenschaftlern gelungen, dieses zu inaktivieren und somit Reis für jeden zugänglich zu machen. Auch bei Nüssen, Äpfeln oder Soja könnte diese Technik angewandt werden. Allerdings ist dies noch in der Testphase.

Die „geschmackskonservierende Tomate“
(Flavr-Savr-Tomate)

Schaf Dolly

Das Schaf Dolly ist das erste Säugetier, welches durch ein Verfahren geklont wird, bei dem schon ausgewachsene Zellen als Spender der Erbinformationen dienen. Beim Klonen von Dolly am 8. Februar 1996 in Schottland wird aus einem Schaf eine Eizelle entnommen und der Zellkern entfernt. Aus einem zweiten Schaf wird eine Euterzelle entnommen und auch hier wird der Zellkern entfernt. Der aus dem Euter stammende Zellkern wird dann in die leere Eizelle gegeben und diese wird dann in ein drittes Schaf geimpft. Dabei entstehen insgesamt 29 Embryonen, von denen nur einer, nämlich Dolly, überlebt.

Dolly ist am 5. Juli 1996 geboren und ist ein exakter Klon des Schafes, welches die Euterzelle, und damit den Zellkern gespendet hat.

2003 muss Dolly im Alter von sechs Jahren infolge einer schweren Lungenkrankheit eingeschläfert werden. Normalerweise haben Schafe eine Lebenserwartung von zehn bis zwölf Jahren. Nach seinem Tod wird Dolly ausgestopft und im Schottischen National Museum ausgestellt. Dort kann es auch heute noch angeschaut werden.

Grafik zur Veraunschaulichung des Klonen eines ausgewachsenen Schafes

Zwei identische Java-Affen

Forschern aus China ist es 2018 gelungen, Affen zu klonen. Damit machen sie einen großen Fortschritt in der Forschung. Obwohl es bei mehr als 20 Tierarten funktioniert, hat es bisher niemand geschafft Primaten zu klonen. Zwei identische Java-Affen kamen aus dem Projekt des Teams in Shanghai heraus. Dies werfe viele ethische Fragen auf.

Dennoch: Mit diesem Erfolg, kommt die Forschung auch dem Klonen des Menschens näher, welches allerdings zum heutigen Zeitpunkt durch das Embryonenschutzgesetz verboten ist.

Die geklonten Java-Äffchen Zhong Zhong
und Hua Hua

CRISPR-Methode

Die wohl neueste Gentechnik ist die sogenannte CRISPR-Methode. Diese funktioniert als Genschere, die Teilstücke der DNA rausschneiden, ersetzen oder gezielt verändern kann. Diese Genschere funktioniert bei allen lebenden Zellen und Organismen und ist in der Forschung eine vielversprechende Variante der Gentechnik.

Grafik zur Funktion der CRISPR-Methode

Im Gegensatz zu Watson und Crick ist Albrecht Kossel doch noch sehr unbekannt, obwohl er den Grundstein für das Doppelhelix-Modell legt, welches später so berühmt geworden ist. Fast Jeder kennt Watson und Crick und ihr berühmtes Modell, aber Albrecht Kossel ist ein Forscher, dem viel mehr Aufmerksamkeit gewidmet werden sollte.

Infografik

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