Milchdrüsen ein- und ausschalten

19. April 2011, 19:11
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Die Biogenetikerin Gertraud Robinson untersucht Mechanismen der Zellentwicklung

Hinter einer Zugangskontrolle und einem Stahlzaun, von Kameras bewacht, liegt die "Festung". So nennt Gertraud Robinsons Mann das Hauptquartier der National Institutes of Health (NIH) in Bethesda, nordöstlich von Washington. Die Österreicherin ist Biogenetikerin und arbeitete zum ersten Mal Mitte der 1980er-Jahre bei den NIH. 1981 schließt sie ihr Doktorat an der Universität Salzburg ab. Sie interessiert sich für die Entwicklung von Milchdrüsen in Mäusen. "Das war seinerzeit ein esoterisches Thema", schmunzelt sie. Sie tritt eine Postdoc-Stelle bei den NIH an, kehrt 1986 kurz nach Salzburg zurück und schafft erneut den Wechsel zu den NIH. Dieses Mal als Staff-Scientist.

Robinson forscht am National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases. Für ihre Forschung hat sie ausreichend Geld. Anträge muss sie keine schreiben, das Institut bekommt sein Budget zugewiesen. Der gebürtigen Oberösterreicherin bleibt in ihrer wissenschaftlichen Arbeit viel Freiheit. "Wir bekommen zwar immer gesagt, dass wir Forschung machen müssen, die der Mission des Instituts nützt", sagt sie, doch in der Biogenetik verschwimmen die Grenzen mitunter.

Die Gruppe, der Robinson angehört, beforscht den genetischen Aufbau des sogenannten Jak- Stat-Signalwegs, über den unter anderem die Zellentwicklung reguliert wird. Von besonderem Interesse ist dabei das Protein Stat5, ein Transkriptionsfaktor. Dieser spielt bei der Genexpression, jenem Prozess, bei dem Zellen ihre charakteristischen Eigenschaften entwickeln, eine entscheidende Rolle.

Hansdampf in allen Gassen

Stat5 wird aktiviert, nachdem sich ein Hormon an einen Rezeptor an der Außenseite der Zelle bindet. In der Folge können im Zellkern bestimmte Gene angeschaltet werden. Stat5 scheint dabei eine Art "Hansdampf in allen Gassen" zu sein, da es in vielen verschiedenen Zelltypen eingesetzt wird. Wissenschafter auf der ganzen Welt beforschen das Protein und interessieren sich etwa für seine Bedeutung bei der Blutbildung. So untersucht Robinsons Gruppe gemeinsam mit den Teams von Veronika Sexl von der Medizinischen Universität Wien und Richard Moriggl vom Ludwig-Boltzmann-Institut für Krebsforschung in Wien die Rolle von Stat5 bei der Entstehung von Leukämie.

Als Robinson anfing, die Milchdrüsen von Mäusen zu beforschen, ging es ihr darum, grundlegenden Zusammenhängen in der Zellentwicklung auf die Spur zu kommen. "Die Milchdrüse ist ein konditionelles Organ, das heißt, man kann damit gut experimentieren, es etwa herausschneiden oder transplantieren", erklärt die Wissenschafterin.

Ist die Maus nicht schwanger, ist auch die Milchdrüse nicht voll ausgebildet. Sobald jedoch mit Einsetzen der Schwangerschaft Eierstock- und Gebärmutterhormone produziert werden, entwickelt sich das Gewebe, und es bilden sich Alveolen, kleine Zellbällchen, die die Milchproduktion übernehmen.

Ist Stat5 jedoch deaktiviert, dann entwickelt sich die Milchdrüse nicht: Es gibt zwar Alveolen, aber sie funktionieren nicht. Fügt man in transgenen Mäusen Stat5 hinzu, sind die Milchdrüsen wieder funktionsfähig - eine Erkenntnis, die der Forscherin im Jahr 2009 eine Titelstory im Journal Genes & Development einbrachte.

Weitere Aufschlüsse über Stat5 könnte eine neue Methode liefern, die Chromatin-Immunpräzipitation heißt und über die sich das Verhalten des Proteins im gesamten Genom studieren lässt. "Wir sind gerade dabei zu verstehen, wo Stat5 bindet. Wir sehen, dass das in vielen Regionen geschieht, wissen aber nicht, was es dort tut", erklärt Robinson. In einer Leberzelle zum Beispiel bindet Stat5, aber Veränderungen des Chromatins, des Fadengerüsts im Zellkern, die sonst damit einhergehen, fehlen.

Henne-Ei-Problem

Dabei stellt sich auch ein gewisses Henne-Ei-Problem: Wird zuerst das Chromatin verändert und damit verhindert, dass andere Transkriptionsfaktoren binden? Oder kommt Stat5 zuerst und holt die Enzyme an Bord, die die Veränderung des Chromosomenmaterials bewirken?

Im Laufe ihrer Laufbahn hat Robinson unterschiedliche Themen beforscht. Bedauert sie es, sich nicht auf wenige konzentriert zu haben? "Vielleicht hätte ich eine steilere Karriere gemacht", sagt sie. Persönlich schade findet sie das aber nicht. Sie widme sich "der Erforschung von Normalem". Sobald klar ist, wie sich Zellen normal entwickeln, sind auch Aufschlüsse darüber gewonnen, was nicht normal ist. (Alexandra Riegler, DER STANDARD, Print-Ausgabe, 20. April 2011)

  • Die Oberösterreicherin Robinson an ihrem Arbeitsplatz.
    foto: riegler

    Die Oberösterreicherin Robinson an ihrem Arbeitsplatz.

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