Wir kommen jetzt zur dritten Vorlesung des heutigen Morgens.
Sie wird von Professor Roger Tsien von der Universität von Kalifornien, in San Diego gegeben.
(Eigentlich befindet sie sich in La Jolla).
Er teilte sich letztes Jahr den Nobelpreis für die Entdeckung und Weiterentwicklung eines grün fluoreszierenden Proteins
(GFP; green fluorescent protein).
Heute wird er über ein anderes, jedoch verwandtes Thema sprechen:
über die Herstellung und Vermehrung von Molekülen, mit denen man Zellen, Tumore und Organismen bespitzeln kann.
Bitte, Professor Tsien.
(Applaus).
PROFESSOR ROGER TSIEN. Ich möchte mich bei Gräfin Bettina und allen anderen Organisatoren für die enorme Mühe bedanken,
die sie in die Vorbereitung dieses Treffens investiert haben.
Und da heute ausdrücklich die Studenten und Postdoktoranden die Zuhörerschaft ausmachen, dachte ich mir,
ich sollte einige Vorschläge darüber machen, wie Sie Ihre Karriere beginnen und Ihr Arbeitsgebiet aussuchen könnten.
Meine Ausführungen basieren – wohl oder übel – auf meinen eigenen Erfahrungen,
und ich hoffe Sie sowohl auf die Stellen aufmerksam zu machen, an denen ich Fehler gemacht habe,
als auch auf die, an denen ich Glück gehabt habe.
Daher werde ich, da dies ein Treffen über Chemie ist, mit der Erörterung der Kreativität in der Chemie beginnen,
bei der es sich typischerweise um Analyse oder Synthese handeln kann.
Dieser Preis hat natürlich auch eine enge Beziehung zur Biologie.
Daher sollte ich Sie daran erinnern, dass unsere Frage in der regulären biologischen Forschung lautet:
Wie funktionieren natürliche biologische Moleküle und biologische Systeme?
Marty Chalfie hat Ihnen soeben einige wunderschöne Beispiele für diese Art der Forschung gegeben.
In der regulären chemischen Forschung, besonders als ich mein Studium begann, als ich in die chemische Forschung eingeführt wurde,
legte man sehr großes Gewicht auf die vollständige Synthese natürlicher Produkte.
Die Frage lautete im Wesentlichen:
Wie können Menschen auf künstliche Weise natürliche Biomoleküle mit Methoden synthetisieren,
die denjenigen der ursprünglichen Organismen gleichen mögen oder nicht?
Ich vermute, ich war mit beiden Bestrebungen nicht recht einverstanden.
Das war ein Teil von mir, und ich werde ein wenig erklären, warum ich eine solche störrische Person bin.
Ich wollte beide Vorgehensweisen auf andere Weise kombinieren:
Ich war an der Synthese interessiert, aber angewendet auf die Biologie.
Können wir neue Moleküle konstruieren und herstellen, die amüsante – und wie wir hoffen –
auch nützliche Funktionen in der Biologie übernehmen?
Dies macht Spaß, denn es ist etwa so, als ob man auf molekularer Ebene Architektur betreibt oder Skulpturen entwirft,
und es ist außerdem etwas weniger kompetitiv, da man mehrere Arbeitsgruppen haben kann, die alle darum konkurrieren,
dasselbe Naturprodukt, nachdem es synthetisiert wurde, möglichst in Rekordzeit herzustellen.
Und der Gewinner ist derjenige, dem es als erstem gelingt, die vollständige Synthese durchzuführen.
Oder es kann Leute geben, die zuerst versuchen, das Gen für diese besondere Funktion zu klonen, und dann setzt der Wettlauf ein.
Doch in der Architektur oder Skulptur konkurriert man, wenn man ein Stück Ton modelliert, mit niemandem.
Kein anderer wird genau das hervorbringen, was Sie herstellen.
Und dabei fühlte ich mich etwas wohler, denn ich hatte Zweifel daran, ob ich ein guter Wettstreiter sei.
Ich arbeite gern in meinem eigenen Laufstall.
Dennoch ist dies ein strenger Test des Verständnisses der molekularen Systeme:
nicht nur ein Test der Fähigkeit, Dinge herzustellen, sondern auch der Fähigkeit, ihre Eigenschaften vorherzusagen,
d.h. etwas Neues herzustellen.
Natürlich kann man rückblickend immer rationalisieren:
„Oh, ich glaube ich weiß, wie dieses Molekül funktioniert.“ Nun, wenn man es aus seinen Grundbestandteilen zusammensetzen kann,
denkt man tatsächlich, dass man einen besseren Beweis für das Verständnis des Moleküls besitzt.
Als ich mit meiner Arbeit in dieser Richtung begann, nahm man traditionellerweise an,
dass nur Pharma-Unternehmen über die Ressourcen verfügten, dies zu versuchen, große industrielle Teams.
Akademiker haben diese seltsame Kombination aus Chemie und Biologie nie wirklich betrieben.
Warum habe ich es also getan?
Nun, ich muss zugeben, dass das Ingenieurwesen in meinen Genen liegt.
Ich komme einfach aus einer Familie von sehr, sehr vielen Ingenieuren.
Doch ich erkannte sehr bald, dass es in der Wissenschaft die Biologie ist, die die meisten großen Fragen aufwirft,
die von Einzelpersonen gelöst werden können.
Damals, wissen Sie, sah ich natürlich, dass diese Fragen hochinteressant waren:
Was ist der Ursprung des Universums?
Was sind die Energiequellen der Zukunft?
Wie funktioniert die Physik der Atomkerne?
Woher stammen die Elementarteilchen der Atome?
Und ich erkannte recht schnell, dass diese Fragen nur von großen Teams bearbeitet werden konnten.
Um in einem kleineren Maßstab als Einzelforscher zu arbeiten,
hält die Biologie noch immer einige dieser wunderbaren Fragen bereit.
Und Marty hat wunderbar darauf angespielt.
Persönlich haben mich schöne Farben von Kindesbeinen an fasziniert.
So bin ich nun mal.
Und schließlich musste ich als jüngstes von drei Kindern eine ökologische Nische finden,
die von derjenigen meiner Eltern und älteren Geschwister verschieden war.
Es gibt ein ganzes Buch über diesen psychologischen Drang.
Wenn irgend jemand unter Ihnen das jüngste Kind seiner Familie ist, oder das älteste Kind,
das sich mit ungehorsamen jüngeren Geschwistern auseinandersetzen muss, so empfehle ich Ihnen die Lektüre dieses Buches.
Es handelt davon, wie Charles Darwin von diesem Drang bestimmt war.
Das älteste Kind würde das Familienvermögen erben, das zweite Kind schlug eine militärische Laufbahn ein,
das dritte wurde Geistlicher.
Er solle Geistlicher werden.
Es gefiel ihm nicht, viel lieber sammelte er Käfer und andere Insekten.
Um schließlich etwas anderes zu finden, was der tun konnte, wurde er Naturforscher; und der Rest ist Geschichte.
Letztlich habe ich versucht, Wettbewerb zu vermeiden, weil ich mich davor fürchte, und es war nützlich zu erkennen,
dass interdisziplinäre Barrieren die meisten Biologen daran hindern zu verstehen,
wie man andere Moleküle als die herkömmlichen linearen alphabetischen Stränge manipuliert,
zwanzig Aminosäuren, vier DNA-Nukleotide, ein zusätzliches für RNA.
Das macht fast 26 aus, fast.
Das ist es, womit die meisten Biologen arbeiten konnten.
Daher würde jeder, der Moleküle herstellen konnte, die nicht nur linear waren, die mehr wie bildliche Diagramme aussahen,
mit anderen Worten [deren Herstellung mehr] wie herkömmliche Chemie aussah, große Chancen und wenige Mitbewerber haben,
zumindest damals, als ich damit begann.
Ich würde Ihnen dringend raten, dass Sie nach ebensolchen Gebieten suchen,
in denen interdisziplinäre Schranken für eine Nische sorgen, die dünn besiedelt ist.
Sie werden sehen, dass meine übliche Vorgehensweise darin bestanden hat, (1) einen Bedarf in der Biologie zu erkennen,
der nach meiner Meinung bedeutsam war – vorzugsweise einen, dessen Lösung meiner Neurose entsprach.
Ich denke, Sie werden einige von den Neurosen kennen, die ich habe.
(2) Dann fand ich heraus, welche Eigenschaften die molekulare Lösung haben müsste.
Wissen Sie: Man kann nicht alle Probleme perfekt lösen.
Man kann nicht beim ersten Mal das perfekte Molekül herstellen.
Man muss daher eine ungefähre Vorstellung davon haben, welches die relevantesten Prioritäten sind,
mit denen begonnen werden sollte, und was für später verschoben werden kann.
(3) Man macht dann solch einen Anfangspunkt ausfindig und versucht ihn zu modifizieren,
um möglichst viele solcher Punkte zu erhalten, die möglichst viele andere Eigenschaften erfordern.
Dies ist das erste Stadium, in dem Sie echte Experimente und einigen Mut benötigen.
Diese Situation ist in meinem Labor typisch.
Ich muss einen Mitarbeiter des Labors dafür gewinnen, ihn überzeugen, dass etwas ein Problem ist,
das die Beschäftigung damit lohnt.
Die ersten drei Schritte kann ich heute immer öfter an meinem Computer bearbeiten,
statt wie früher in die Bibliothek gehen zu müssen.
Wir beginnen mit einigen Vorschlägen, einigen möglichen Molekülen, die wir herstellen wollen.
Zum Schluss versuchen wir, sie biologisch zu testen.
Dann müssen wir häufig Mitarbeiter hinzuholen, die mit dieser Art von Biologie Erfahrung haben.
Denn im Gegensatz zu Marty bin ich mit keinem Modellorganismus verheiratet.
Es war mir nie möglich, in diesem Sinne „sesshaft“ zu werden.
Schließlich muss der gesamte Prozess wiederholt werden, wenn wir feststellen,
was bei unseren vorhandenen Molekülen falsch ist und was wir am dringendsten verbessern müssen.
Tatsächlich begann ich mit interzellularem Kalzium als meinem ersten biologischen Zielobjekt.
Eigentlich war es mein zweites, aber das erste war so kompliziert, dass ich es aufgab:
Es ging dabei um das Membranpotenzial.
Ich werde kurz erläutern, warum Kalzium wichtig war, doch ich glaube Erwin Neher hat dieses Thema bereits eingeführt:
dass Fluktuationen des freien Kalziums für die Muskelkontraktion unerlässlich sind, für die neuronale Kommunikation,
die an den Synapsen erfolgt, oder besonders – was er besprochen hat – für die Befruchtung von Eizellen,
bei der es sich um eine andere Form von Sekretion handelt:
um die Aktivierung von Enzymen.
Ich glaube, er hat erwähnt, wie schnell und lokal begrenzt diese Signale sein können, und dass die Kalziumwerte,
um die es hierbei geht, sehr niedrig sind, [sie liegen] etwa im Bereich von 10 hoch -8 bis 10 hoch -6 mol im Ruhezustand,
und dass sie am allerhöchsten Punkt, lokal sehr begrenzt, bis auf 10 hoch -5 oder 10 hoch -4 mol ansteigen können.
Doch hierbei handelt es sich um einen winzigen Bruchteil des Kalziums, das man misst,
wenn man traditionelle analytische Chemie betreibt, bei der es wie immer darum geht, jede Menge Zellen zur zerkleinern
und zu verbrennen und dann zu messen, wie viel Kalzium sie insgesamt enthalten,
wobei man Zahlen erhält, die viel größer sind als 10 hoch -3 mol.
Jegliche Beschädigung der Zellmembran hat zur Folge, dass eine Flut von Kalzium ins Innere der Zelle strömt,
und diese Werte betragen in unserem Inneren etwa 10 hoch -3 mol und bei Meereslebewesen etwa 10 hoch -2 mol.
Auch dies sind wieder große Zahlen im Vergleich mit denjenigen, die man messen [können] möchte.
Und schließlich gibt es noch eine riesige Menge von Magnesium, in dessen Gegenwart man arbeiten muss.
Der früher verwendete Kalzium-Indikator Aequorin war einer der besten, und das dank der Arbeit von Professor Shimomura.
Doch seither wurden verschiedene synthetische Farbstoffe hergestellt, von denen alle gewisse Nachteile haben,
besonders wenn es darum geht, Einzelzellen zu betrachten.
Anfänglich bestand meine Arbeit in dem Versuch, etwas Neues zu finden.
Ich entschied, das wichtigste Problem sei die Selektivität zwischen Kalzium und Magnesium.
Statt mir sofort darüber Sorgen zu machen, ein wie guter Farbstoff es war, wollte ich einfach diese Selektivität.
Ich dachte mir, ich könnte das Problem mit dem Farbstoffelement später lösen.
Ich begann also mit einem Chelator namens EGTA, der der einzige damals üblicherweise verwendete Chelator war,
dessen Selektivität für Kalzium, den Erfordernissen entsprechend, fünfmal so hoch war wir für Magnesium.
Doch Sie sehen hier, dass dieses Molekül über keinen Chomophor (= Farbträger) verfügt.
Es absorbiert noch nicht einmal größere Mengen von ultraviolettem Licht, geschweige denn von sichtbarem Licht.
Wie soll man es also dazu bringen, dass es uns irgendetwas anzeigt?
Nun, man muss offensichtlich einen Chomophor hinzufügen.
Der einfachste Chomophor, der chemisch stabil ist, ist ein Benzolring.
Wie könnte man also einen Benzolring in das Molekül integrieren?
Nun, eine direkte Möglichkeit besteht darin, einen Benzolring hier unten anzubringen.
Indem man diese einzelne Bindung in der Äthylendioxy-Einheit ersetzt.
Ich dachte darüber nach und erkannte, dass dies schwierig herzustellen sein würde.
Doch dann gab es noch eine andere Alternative, und zwar, dass man den Benzolring auf dieser Seite anbringt.
Und aus Symmetriegründen wäre es besser, dies auf beiden Seiten zu tun.
Dieses Molekül wird den großen Vorteil haben, dass – wenn sich Calcium jetzt hier bindet –
das wusste ich aus CPK-Modellen, bevor es Computer gab.
Ich habe das Modell tatsächlich gebaut und versucht, Kalzium hier zu binden und [dabei] erkannt,
dass die Stickstoff-Kalzium-Bindung sich nach der Komplexion mit Kalzium drehen müsste.
Und durch diese Drehung der Stickstoff-Kalzium-Bindung würde der Stickstoff vom Rest des Benzolrings entfernt
und eine spektroskopische Veränderung bewirken.
Außerdem würde das Vorhandensein des Benzolrings den Wert der Säurekonstante des Stickstoffs senken,
so dass er nicht so leicht protonieren würde, und dies würde den Kalzium-Indikator pH-unempfindlich machen.
Dies ist das Molekül, das ich mich entschied herzustellen.
Glücklicherweise kostete es mich nur etwa einen Monat, dies zu tun.
Heute würde dies ein guter synthetischer Chemiker natürlich in etwa 6 Stunden schaffen können.
Er würde es sich anschauen und wissen, wie er es synthetisiert, doch ich war wirklich kein sehr guter Chemiker.
Dennoch bin ich froh, dass es mich nicht mehr als einen Monat Zeit kostete,
denn ich befand mich bereits in der Endphase meiner Doktorarbeit
und hatte im Prinzip bereits drei andere Projekte in den Sand gesetzt.
Dies war mein letzter verzweifelter Versuch, ein Ergebnis zu erhalten, das mir einen Weg in die Zukunft bahnen würde.
Und glücklicherweise dauerte es nicht so lange.
Innerhalb eines Monats hatte ich den Beweis dafür, dass ich dies herstellen konnte,
und es hatte tatsächlich die Eigenschaften einer sehr hohen Selektivität zwischen Kalzium und Magnesium.
Eine große Änderung im UV-Spektrum, eine schnelle Reaktionskinetik und keine ph-Abhängigkeit.
Genau wie entworfen.
Es war ein äußerst schlechter Chromophor, denn es war nur ein Benzolring.
Doch das hatte ich erwartet, weil es Teil des Prinzips war.
Und dann dauerte es noch weitere acht Jahre, fürchte ich, um es durch viele Entwicklungen in Fura-2 zu verwandeln.
Ich glaube, dies ist eines der Moleküle, auf die Erwin Neher angespielt hat,
wo wir nun offensichtlich den Chromophor stark erweitert haben.
Dieses Molekül hat nun eine nützliche grüne Fluoreszenz.
Dann tauchte jedoch das Problem auf, wie man dies in eine Zelle bekommen sollte, mit all diesen negativen Ladungen.
Dies ist erneut Fura-2.
Es hat fünf negative Ladungen, doch vier von ihnen sind unerlässlich dafür, Kalzium hier oben zu binden.
Eine von ihnen ist hier unten:
teils aufgrund der Praktikabilität der Synthese und teils auch aus dem Grund, kein Reinigungsmittel zu erhalten.
Wenn dies nicht-polar wäre, könnte diese gesamte Zone des Moleküls relativ fettig sein,
und das könnte ein Reinigungsmittel ergeben.
Durch diese negative Ladung hier haben wir die hydrophobe Eigenschaft verhindert.
Doch mit all diesen negativen Ladungen bewegt sich das Molekül nicht durch das Plasma,
und es durchdringt so nur schwer die Zellmembran.
Auch ich beschäftigte mich obsessiv mit dem Problem, auf das Marty angespielt hatte:
dass wir an lebenden Zellen arbeiten wollen.
Wir wollen Zellen nicht töten und fixieren müssen und sie nicht für alles durchlässig machen.
Wir wollen mit lebenden Zellen arbeiten.
Und die traditionelle Antwort bestand darin, dieses Material in mikroskopischem Maßstab in die Zellen zu injizieren.
Schließlich wurde dies durch die Erfindung der Patch-Clamp-Methode durch Professor Neher viel einfacher.
Damals stand sie jedoch noch nicht zur Verfügung, und Mikroinjektionen machten mir wirklich sehr große Mühe.
Dazu fehlte mir sowohl die Geduld als auch die manuelle Geschicklichkeit.
Hier ist also ein Beispiel der Kompensation für meine Neurose.
Ich musste eine chemische Lösung entwickeln, und die bestand darin, das zu finden,
was man in der organischen Chemie als „Schutzgruppe“ bezeichnet, wodurch ein Ester entsteht, der hydrophob ist.
Er blockiert sämtliche negativen Ladungen.
Es gibt allerdings jede Menge dieser hydrophoben, dieser Estergruppen.
Doch der Schlüssel ist, dass dieser Acetoxymethylester ein Ester ist,
dessen Schutzfunktion durch das Zytosol selbst aufgehoben werden kann.
Mit anderen Worten:
Unsere Zellen enthalten Enzyme, die diese Verbindung aufbrechen,
so dass mithilfe dieses Enzyms spontan wieder das [ursprüngliche] Molekül mit all seinen negativen Ladungen entsteht.
Und einfach durch die Herstellung dieses Esters und dadurch, dass wir ihn auf die Außenseite von Zellen brachten,
„sickert“ das Molekül ins Innere der Zelle und kehrt dann in seinen vorigen Zustand zurück.
Und siehe da:
Wir haben eine chemische Lösung, die die Mikroinjektion überflüssig macht.
Wenn es anschließend zu einer Bindung mit Kalzium kommt, dreht sie die Stickstoff-Kohlenstoff-Bindung,
wie ich hier etwas vereinfacht darzustellen versucht habe, und dadurch wird das Spektrum verschoben.
Ich möchte Ihnen ein einfaches Beispiel zeigen.
Ich wähle nicht das schöne Beispiel der Neuronen, das vielleicht schon gezeigt worden ist.
Dies ist der Beginn des Lebens eines Seeigeleies.
Das ist irgendwie sehr hübsch.
Hier ist ein Seeigelei, in das man soeben den Farbstoff gebracht hat.
Spermien wurden soeben in die Schale gegeben, doch die Spermien haben das Ei noch nicht gefunden.
Dies ist also der Zeitpunkt, nachdem die Spermien in die Schale gegeben wurden.
Doch nach 30 Sekunden hat es ein Spermium klarerweise geschafft, das Ei hier berührt
und damit diese Welle hoher Kalziumkonzentration ausgelöst, die hier durch die warmen Farben symbolisiert wird.
Und über die nächsten 8 Sekunden legt die Welle ein Viertel des Weges zurück.
Nach 52 Sekunden hat die Welle die Mitte des Eies erreicht.
Nach 68 Sekunden, weniger als 1 Minute nach unserem Start, ist das ganze Ei mit dieser hohen Kalziumkonzentration durchdrungen.
Wir haben dafür diese helle rote Farbe ausgesucht, weil ich schöne Farben aussuchen wollte,
und weil ich psychologisch Blau mit Ruhe und Rot mit Aktivität assoziiere.
Das ist eine rein menschliche Entscheidung.
Sie ist in der Literatur jetzt recht weit verbreitet, und ich glaube ich bin einer von denjenigen, die dafür verantwortlich sind.
Dies gab meinem Kollegen Rick Steinhardt die Chance, dies die „Röte der Empfängnis“ (blush of conception) zu nennen.
Später hat dann – weil eine dauerhafte hohe Kalziumkonzentration für Zellen giftig ist – diese Kalziumwelle viele Dinge ausgelöst,
wie zum Beispiel alle folgenden Entwicklungsereignisse (zumindest der frühen Entwicklung) angestoßen,
und zu einer Sekretion einer Schutzmembran um das Ei geführt, von einer Art „Keuschheitsgürtel“;
denn nachdem das Ei von einem Spermium befruchtet wurde, will es definitiv nicht, dass weitere Spermien einbringen.
Und so richtet es diese Barriere auf, um sich vor weiteren Vätern zu schützen.
Und schließlich „kühlt“ sich die Zelle wieder zu einer niedrigen Kalziumkonzentration ab.
Nun, das war alles gut und schön und es brachte meine Karriere eine Zeit lang voran,
doch dann wollte ich über anorganische Ionen hinausgehen und das Problem ist, dass Kalzium sehr angenehm ist.
Es ist rund.
Aber der nächste wichtige Botenstoff ist zyklisches AMP.
Der tatsächliche Prototyp des Konzepts eines internen Signalleitungsmoleküls,
dessen Bedeutung durch Nobelpreise an Sutherland für die Entdeckung des Botenstoffs und an Krebs und Fischer für den Mechanismus,
mit dem es die Zellfunktion aktiviert, anerkannt wurde.
Doch für mich bestand das Problem darin, dass ich – als jemand, der in diesem Grenzgebiet von Chemie und Physiologie arbeitete,
und weil Kalzium ein anorganisches Ion ist – dazu verurteilt war, im so genannten „Salz-und-Wasser“-Gulag in Berkeley zu arbeiten,
da es eine große Neuorganisation der biologischen Wissenschaften geben sollte, und weil Leute,
die lediglich über Salz und Wasser arbeiteten, ziemlich niedrige Bürger waren, verglichen mit denen,
die über Molekularbiologie und Würmer und Proteine und dergleichen glorreiche Dinge forschten.
Um mich also respektabel erscheinen zu lassen, wollte ich über dieses Molekül arbeiten, diesen berühmten Botenstoff.
Doch auch in diesem Fall, ebenso wie vorher bei Kalzium,
waren die vorhandenen Messmethoden für zyklisches AMP größtenteils destruktiv, und sie sind es bis heute.
Leute zertrümmern heute immer noch Millionen von Zellen und kaufen einen Kit von Amersham oder so etwas,
um Radio-Immunassays durchzuführen, nachdem alle Zellen tot sind.
Daher lag die Reaktionsdynamik von interzellulärem zyklischem AMP im Dunklen.
Es gibt noch ein weiteres Problem:
dass alle diese Konzentrationen des Botenstoffs im mikromolaren Bereich liegen
und dass sie in Gegenwart anderer Substanzen gemessen werden müssen,
die wiederum von riesigen Mengen anderer Adeninnukleotide überschwemmt werden,
wie zum Beispiel von AMP, der Vorstufe von zyklischem AMP.
Es ist in Konzentrationen von vielleicht 5 Millimol vorhanden,
während das zyklische AMP eine Konzentrationen von weniger als ein Mikromol hat.
Wiederum haben wir das Problem einer sehr hohen Selektivität, und wiederum besteht die Lösung möglicherweise darin,
den bereits vorhandenen AMP-Sensor eines anderen zu „entführen“, wozu es mehrere Möglichkeiten gibt.
Doch dann müsste man sie mit Fluor-Trägerstoffen markieren, um die Konformationsänderung des zyklischen AMP zu erkennen.
Schließlich fasste ich den Plan, diese AMP-abhängige Proteinkinase zu entführen,
wofür insbesondere Krebs seinen Preis bekommen hatte.
Sie besteht aus zwei regulierenden Untereinheiten, zwei katalytischen Untereinheiten.
Und wenn sich zyklisches AMP an die regulierende Untereinheit bindet – das zyklische AMP ist durch die gelben Kreise dargestellt
– dann macht die Kinase eine Art Konformationsänderung durch:
Sie „schmeißt“ die katalytische Untereinheit „heraus“, die dadurch zur Phosphorylierung freigesetzt wird.
Doch hierbei spaltet sie die Proteinuntereinheit auf.
Und dann erkannte ich, dass wir den als „Fluoreszenz-Resonanzenergietransfer“ (FRET) bezeichneten Trick verwenden konnten,
um diesen Vorgang in situ zu beobachten, in einer lebenden Zelle, wenn es uns nur gelänge,
zum Beispiel Fluoreszin an der katalytischen Untereinheit anzubringen, Rhodamin an der regulierenden Untereinheit.
In diesem Komplex würden wir einen Fluoreszenz-Resonanzenergietransfer erhalten,
da das Fluoreszin und das Rhodamin sich nahe beieinander befinden würden, ebenso wie bei Aequorin und GFP,
wenn sie sich nahe genug beieinander befinden, das blaue Licht von Aequorin, seine Energie,
auf das GFP übertragen wird, das dann grün leuchtet.
Hier ist es ein Rot-Grün-Beispiel, doch dasselbe Prinzip findet Anwendung.
Andererseits würden Sie dort einen Fluoreszenz-Resonanzenergietransfer erhalten:
blaues Licht an Fluoreszin.
Statt grünes Licht herauszubekommen, bekäme man dann rotes Licht, und wenn zyklisches AMP die Untereinheiten spaltet,
würde das auf Fluoreszin übertragene blaue Licht einfach grünes Licht ergeben,
weil das Rhodamin sich nicht nahe genug befinden würde.
Wir bekamen das hin, und ich werde mir nicht die Zeit nehmen, Ihnen alle Beispiele zu zeigen.
Doch es erforderte, dass wir diese Untereinheiten aus E. coli exprimierten und reinigten.
Ich musste sogar nach San Diego umziehen, um mit Susan Tailor zusammenarbeiten zu können, der das gelungen war.
Es dauerte ein ganzes Jahr, in dem meine Leute neben ihren Leuten saßen und von ihr lernten, wie man dem Enzym umgehen musste,
um herauszufinden, wie es möglich sein würde, die Markierung mit Rhodamin und Fluoreszin vorzunehmen,
ohne die Funktion des Proteins zu zerstören, und es wieder zusammenzusetzen
und mit der Mikroinjektionsmethode in lebende Zellen zu bringen.
Und ich habe Ihnen ja immer wieder gesagt, dass ich die Mikroinjektionsmethode hasste, und ich hasse sie noch immer.
Doch immerhin hatte ich mittlerweile eine Professur und ich konnte meinen Studenten sagen:
„Lernt die Mikroinjektionsmethode.
Ich komme damit nicht zurecht.
Aber Ihr, lernt ihr sie“.
Doch dies war offensichtlich noch eine sehr umständliche Methode,
die für andere Proteine nur schwer zu verallgemeinern sein würde.
Daher suchten wir nach einer allgemeinen Methode, mit der man genetisch festgelegte Proteine
mit lebhaften Farben fluoreszierende markieren konnte, denn ich brauchte ein Äquivalent von Fluoreszin und Rhodamin.
Das ist der andere Grund, der wissenschaftliche Grund – unabhängig davon, dass ich von schönen Farben besessen war –,
warum wir nach der Entdeckung von GFP sofort seine Farbe ändern mussten.
Und dies ist also nun meine Interpretation von Douglas Prasher.
Ich war hoch erfreut.
Ich hatte noch nicht von Paul Brehm gehört, aber ich kannte Aequorin und wusste aus den Arbeiten von Professor Shimomura,
dass es da diese üble kleine Komponente gab, das sogenannte grün fluoreszierende Protein, das man los werden musste.
Und dann erkannte ich, dass GFP – wenn man es geklont hätte – nützlich sein würde.
Ich sucht hiernach in Medline und hatte Glück:
Dies war einen Monat später, zufällig war es einen Monat, nachdem Prasher und Eckenrode ihren Aufsatz veröffentlicht hatten.
Dies ist eine Kopie des Aufsatzes.
Dies ist nebenbei bemerkt wirklich ein Beweis für die Bedeutung von Grundlagenforschung und die Blindheit einiger der Leute,
die Forschungsgelder bereitstellen.
Douglas hatte versucht, das Geld vom NIH (National Institutes of Health) zu bekommen.
Sein Antrag wurde abgelehnt.
Die National Science Foundation, die sich eher für Meeresorganismen einsetzen würde, lehnte seinen Antrag ebenfalls ab.
Ausgerechnet die amerikanische Krebsgesellschaft, die tatsächlich eher translationale Forschungen fördert,
hatte den Mut, ihm ein kleines Stipendium zu geben, mit dem er den ersten Teil seiner Arbeit finanzieren konnte.
Doch der arme Douglas blieb in der Anfangsphase seiner Arbeit ohne Erfolg, und es gelang ihm nicht,
einen umfassenden Forschungsbeitrag über seine Arbeit an E. coli zu veröffentlichen,
was schließlich dazu führte, dass er der Wissenschaft den Rücken kehrte.
Dennoch kennen Sie den Rest, glaube ich, aus Martys wunderschöner Geschichte:
dass auch Marty das Gen fand und dass Marty die erste war, der zeigte,
dass es in E. coli und Würmern von sich aus exprimiert wird.
Doch lassen Sie mich nun noch auf meinen Teil der Geschichte zurückkommen,
dass nämlich das GFP des wilden Typs trotz seiner inhärenten Vorzüge einige echte Probleme aufwies.
Sein hauptsächliches Anregungsmaximum lag im Ultraviolettbereich.
Es hatte nur eine geringe Anregung im gewünschten blauen Lichtwellenbereich, und niemand verwendet gerne UV Licht,
wenn es nicht sein muss.
Ein breites Anregungsspektrum reichte bereits aus zu verhindern, dass es als FRET-Akzeptor von Nutzen sein könnte.
Wir mussten dies also beheben, ebenso wie seine Falteffizienz, seine Codon-Verwendung und seine langsame Formation.
Dies ist das Anregungsspektrum des Wildtyps von GFP, angegeben durch die gestrichelte Linie.
Hier ist die große UV-Spitze und der kleine sichtbare Scheitelwert.
Und ich stellte diese merkwürdige Hypothese auf, ich meine, ich musste chemisch spekulieren, was hier vor sich geht.
Ich dachte, dass vielleicht dieser Farbträger, wie er hier gezeichnet ist, dass dies die Shimomura-Struktur ist,
die er bereits vor dem Klonen für den Chromophor vorschlug.
Ich dachte, dass diese Struktur vielleicht für diese große Spitze verantwortlich ist
und dass vielleicht eine kleine Fraktur diese Bindung hier dehydriert,
eine zusätzliche Doppelbindung schafft, eine Art Dehydroalanin-Einheit.
Diese zusätzliche Doppelbindung könnte die Konjugation verlängern und für diese kleine Spitze hier verantwortlich sein.
Und in diesem Fall würde unsere Aufgabe darin bestehen, die Dehydation von Serin zu fördern, oder von dem, was davon übrig ist.
Es gibt eine einfache Möglichkeit, diese Hypothese zu testen.
Ich fragte Roger Heim, der der Postdoktorand war, der sich mit der Molekularbiologie auskannte, und änderte dies:
von einem Serin zu einem Alanin.
Bei einem Alanin haben wir jetzt kein OH mehr, und darauf ließ sich keine Eliminierung anwenden.
Das hätte also das Spektrum völlig über diesen Spitzenwert hinaustreiben sollen.
Heim tat dies:
Er stellte S65A her, und er bewies, dass ich zu 100 % Unrecht hatte.
Es geschah das gerade Gegenteil.
Statt diese Spitze zu verstärken, verschwand sie, und das Einzige, was übrig blieb, war die längere Spitze.
Nun gut, ok.
Die Natur sagt einem:
dumm, dumm.
Fang von vorne an.
Wir wiederholten den Versuch dann mit anderen Aminosäuren, wie zum Beispiel Cystein, mit einem SH hier.
Das sollte leichter eliminiert werden als Wasserstoffsulfid.
Ok, auch hierdurch wurde diese Spitze erwartungsgemäß verstärkt.
Und dann gingen wir weiter zu Threonin, das lediglich hier eine Methylgruppe hinzufügt.
Das sollte problemlos eliminiert werden.
Doch wenn überhaupt, dann beseitigt es dies.
Es beseitigte auch diese Spitze.
So traf es sich, dass es etwa 10 Nanometer nach Rot verschoben war, und Threonin ist das,
was jeder Molekularbiologe für den passendsten Ersatz für Serin hält, den konservativsten.
Aus diesem psychologischen Grund übernahmen wir als passendste Mutation für die künftige Verwendung Serin 65 statt Threonin,
denn es war jetzt sechsmal heller, und wir waren diese Spitze losgeworden, und es war für FRET nicht geeignet usw.
Außerdem machte es die Expression etwas einfacher usw.
Das war alles gut und schön.
All dies wurde ohne die Unterstützung einer dreidimensionalen Modellstruktur durchgeführt, und wir wollten über eine verfügen.
Als Jim Remington zu mir kam und fragte:
„Möchtest Du an einer Kristallstruktur mitarbeiten?“, sagte ich „Sehr gern.
Aber wir wissen, dass fünf andere Arbeitsgruppen mit uns konkurrieren.
Sie versuchen ebenfalls, die Kristallstruktur zu finden.“ Das ist ein Pferderennen.
Ich hasse diese Wettläufe, und Sie sehen, dass dies ein ständig wiederkehrendes Thema für mich ist.
Wie kommen wir aus dem Pferderennen heraus, und bleiben trotzdem irgendwie drin?
„Lass’ uns die Struktur von S65T auflösen.
Daran arbeitet niemand.
So haben wir es für uns.
Und selbst wenn uns jemand mit dem wilden Typ zuvorkommt, können wir immer noch etwas veröffentlichen.
Und wir werden es publizieren, weil es interessant sein wird.
Wie konnte es sein, dass ein zusätzliches Kohlenstoffatom und ein Methylen,
was sich beim Austausch einer Aminosäure von Serin durch Threonin ergibt, das Spektrum so sehr verbessern?“
Nun, es traf sich, dass Mats Ormo einer der ersten, wenn nicht sogar der erste war,
der Kristalle erhielt und die Struktur aufklärte.
Das enthüllte dieses berühmte 11-strängige Beta-Fass, in dessen Inneren der Chromophor verborgen ist.
Die Tatsache, dass der Chromophor so gut verborgen ist, erklärt irgendwie, warum keine anderen Enzyme involviert sein konnten:
weil ein anderes Enzym jemals da herankäme.
Wir waren also sehr zufrieden mit uns.
Wir erstellten sogar eine gelbe Version durch rationale Mutagenesis, semi-rationale Mutagenesis,
basierend auf der Kristallstruktur.
Und dann versuchten wir die Sache in Science zu veröffentlichen und hatten auch dabei unsere Probleme.
Der erste Gutachter sagte, es sei eine kompetente Kristallstruktur, ein uninteressantes Protein, nun ja, nicht interessant genug,
um in Science veröffentlicht werden zu können.
Der zweite Gutachter meinte:
sehr interessantes Protein.
Aber dieser Aufsatz über die Röntgenstruktur und die Mutagenesis gibt keine Antwort auf die wesentliche Frage zu GFP, die lautet:
Worin besteht seine Funktion für die Qualle?
(Lachen).
Was?
Wie zum Teufel soll einem eine Kristallstruktur jemals erklären,
welche ökologische Funktion sie in ihrer ursprünglichen Umgebung hat?
Das ist die falsche Art von Fragestellung.
Doch bei zwei negativen Beurteilungen konnten sie den Aufsatz offensichtlich nicht annehmen.
Ich legte dagegen Widerspruch ein, und dass Einzige, was der Herausgeber tun konnte, bei dem Versuch, freundlich zu sein, war:
mir zu sagen, dass er ihn einem dritten Gutachter schicken werde.
Und der Aufsatz wurde an ihn verschickt und der dritte Gutachter schickte nie eine Antwort,
schickte nie eine Antwort, schickte nie eine Antwort.
(Lachen)
Monate vergingen.
Dann erschien schließlich im Internet ein Kommentar einer jungen Dame
namens Fan Yang aus dem Labor von George Phillips, die sagte:
„Hey, alle mal herhören!
Wir haben soeben die Kristallstruktur von GFP gesehen, sie wir nächsten Monat in Nature Biotechnology veröffentlicht.“
Wir nahmen also einfach diesen Kommentar und schickten ihn am nächsten Tag per Email an Science.
Am nächsten Tag wurde unser Aufsatz angenommen, ohne das Urteil des dritten Gutachters abzuwarten.
(Lachen und Applaus)
Aus dieser Geschichte lässt sich einiges lernen.
Ich muss sagen, dass das Internet eine tolle Sache ist, aber seien Sie mit dem, was Sie dort veröffentlichen, vorsichtig.
Wissen Sie, wenn dieser Kommentar nicht erschienen wäre, würden wir irgendwo im Staub versunken sein.
Schließlich gelang es uns also FRET-Indikatoren aus allen möglichen biochemischen Prozessen wie etwa Proteasen zu machen.
Letztendlich gelang uns die Sache mit zyklischem AMP, obwohl das eines der schwerer zu lösenden Probleme war:
Kalzium- und Phosphorylierungs-Indikatoren, die Proteinphosphorylierung zu messen und Kinasen und so weiter.
Damit gingen viele Träume von mir in Erfüllung.
Eine Sache ärgerte mich jedoch:
Es gelang uns nie ein waschechtes Rot zu erhalten.
Als Kind war das immer meine Lieblingsfarbe gewesen:
leuchtendes Rot.
Es ist uns nie gelungen, GFP rot werden zu lassen.
Daher waren wir etwas erstaunt und ein wenig neidisch, als eine russische Arbeitsgruppe zeigte,
dass die nicht-biolumineszenten Korallen tatsächlich rot fluoreszierende Proteine produzieren.
Dies kam also aus dem linken Feld.
Wir haben es nicht gefunden.
Noch so eine Sache, von der ich wünsche, sie wäre mir gelungen.
Doch was der Gruppe nicht gelang, war die Struktur des Chromophors zu enträtseln.
Sie hatten lediglich eine DNA-Sequenz.
Sie erklärte nicht, warum dieses Gen, das zu GFP homolog ist, rot statt grün leuchtet.
Wir freuten uns darüber, dass wir dieser Erklärung beisteuern konnten, denn sie machten uns das Gen zugänglich.
Glücklicherweise kauften wir eine Kopie des Gens und stellten es in Bakterien her.
Und durch eine Kombination von Massenspektroskopie und Chromopeptidanalyse und einiger chemischer Tests usw.
erkannten wir, dass der Chromophor von GFP dieses Hydroxybenzyliden-Imidazolinon ist,
das hier aber seine Konjugation nicht fortsetzt, und dass das Problem, welches das rote Protein gelöst hat, dieses ist:
diese Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung zu dehydrogenieren und um zwei Einheiten zu erweitern.
Auf diese Weise erhält man eine größere Wellenlänge.
Dies ist ein berühmtes Foto über den Stand unserer Forschung im Jahr 2004.
Es zeigt eine große Vielzahl von Farben.
In den letzten paar Minuten möchte ich Ihnen erläutern, dass fluoreszierende Proteine,
so gut sie auch sind, einige größere Einschränkungen mit sich bringen.
Manchmal sind sie einfach zu groß, und es gibt Situationen,
in denen Ihr Lieblingsprotein durch die Bindung an GFP – leider – zerstört wird.
Die Anregungswellenlängen von 600 – bislang wurden 600 Nanometer noch nicht überschritten –
dringen nicht tief genug durch relativ opake Organismen wie Mäuse.
Und wir selbst sind noch größer und noch opaker, und dafür benötigen wir Bildgebungsverfahren wie Magnetresonanz.
Und schließlich liegt der große Vorzug von GFP und aller dieser fluoreszierenden Proteine darin,
dass sie genetisch übertragbar sind.
Doch das ist ihre Achilles-Ferse, wenn es um die Anwendung auf den Menschen geht,
wo Gentherapie sowohl technisch kompliziert ist als auch einige ethische Probleme aufwirft.
Um beide diese Fragen zu beantworten:
Eines der Gebiete, auf denen wir gearbeitet haben, sind infrarote fluoreszierende Proteine,
und dabei mussten wir uns von dem ursprünglichen 11-strängigen Beta-Fass völlig entfernen
und uns einer völlig neuen Familie von Proteinen zuwenden, die aus der Reihe der Pflanzenfarbstoffe stammten.
Sie verwenden Biliverdin, einen tetrapyrol-ähnlichen Farbträger.
Tetrapyrol wurde ein wenig in Professor Shimomuras Vortrag eingeführt, als eine der lumineszenten Luziferasen,
doch ein anderes Tetrapyrol, dass Sie und ich bereits jeden Tag in großer Menge herstellen, trägt den Namen Biliverdin.
Dies ist das erste Zerfallsprodukt von Häm.
Jeder von Ihnen produziert täglich etwa ein Viertelgramm Biliverdin.
Es kann in ein Protein integriert werden, das es fluoreszent macht, das ein kovalentes Atom ergibt, das fluoreszent ist.
Und mit diesen größeren Wellenlängen können wir sehr viel leichter in eine lebende Maus schauen.
Dies ist die Leber einer lebenden Maus, die mit einem Adenovirus transfiziert wurde.
Während frühere fluoreszierende Proteine sehr viel schwacher leuchteten, kaum sichtbar waren,
war GFP in diesem Kontext ziemlich nutzlos, da die Leber – wie sie wissen – so dunkelrot ist.
Doch schließlich habe ich mich von fluoreszenten und genetisch codierten Proteinen für die Nutzung
in klinischen Anwendungen völlig distanziert und mich zu meinen Wurzeln in der synthetischen Chemie zurückbegeben.
Unser Ziel waren diese Proteasen, wie zum Beispiel Matrixmetalloproteinase 2 und 9,
die für ihren Zusammenhang mit der Metastasierung von Tumoren so bekannt sind,
dass wir einfach ein Cartoon von einer kommerziellen Webseite stehlen konnten.
Es ist also äußerst wertvoll, die Aktivität dieser Protease sehen zu können.
Das molekulare Schema, nach dem wir hierbei Verfahren, ist jetzt recht verschieden.
Statt FRET verwenden wir heute etwas, das als „in Zellen eindringendes Peptid“ (cell penetrating peptide) bezeichnet wird.
Dabei handelt es sich um ein Peptid mit mehreren Kationen, das über eine Reihe positiver Ladungen verfügt,
etwa zwischen sechs und zehn positive Ladungen.
Wird dies mit einer Nutzlast verbunden, die normalerweise nicht in der Lage wäre, in die Zelle einzudringen,
dann heftete sich diese Kombination durch elektrostatische Anziehung zwischen den positiven Ladungen
und den negativen Ladungen auf der Außenseite der Zelle an die Zellwand.
Daraufhin gelangen einige von ihnen durch Endozytose in innere Zellorganellen,
und von dort gelangen einige möglicherweise in den zytosolaren Kern.
Es gibt allerdings einige Hinweise darauf,
dass in Zellen eindringende Peptide den endosomalen Vorgang vielleicht auch überspringen können.
Doch dies, wie ich es Ihnen soeben beschrieben habe, ist ein sehr unspezifischer Vorgang in Zellen,
und um ihn selektiv zu machen und dadurch nutzbar im Inneren von lebenden Organismen,
müssen wir einen Weg finden, wie man ihn unterbinden kann.
Unsere Methode besteht hier darin, eine Reihe negativer Ladungen einzubinden, die entsprechende, aber entgegengesetzte Ladung,
und dieses Mehrfachanion hält das Mehrfachkation neutralisiert und beschäftigt,
und es kann sich daher nicht mehr an die Zellwand anheften,
solange diese beiden durch eine spaltbare Verbindung kovalent zusammengehalten werden.
Ich habe gesagt, dass es sich um eine spaltbare Verbindung handelt, weil wir in der Lage sein wollen, die beiden zu trennen,
und wenn diese durch etwas wie zum Beispiel MMP2 oder MMP9, worüber der Tumor verfügt
und wovon ein normales Gewebe nicht viel hat, getrennt werden,
dann wird dadurch das Mehrfachkation lokal von seiner hemmenden Beschränkung befreit.
Dann kann das Mehrfachkation tun, was es normalerweise tut, wenn es am Ort der Enzymaktivität lokal injiziert worden wäre.
Beachten Sie, dass es sich hierbei um einen verstärkenden Mechanismus handelt, denn ein Enzym kann zahlreiche Moleküle spalten
und damit das Eindringen oder zumindest das Anheften einer großen Zahl von Nutzlastmolekülen auslösen.
Hier ist ein kleines Beispiel dafür, wie dies in diesen künstlichen Tumoren funktioniert,
die sich in einem Fremdtransplantat befinden.
Dies ist das Peptid.
Die saure Domäne ist rot dargestellt, die Kleinbuchstaben zeigen eine d-Aminosäure an, die Großbuchstaben,
in diesem Fall PLGLAG, sind ein gutes Substrat von MMP2 und 9.
In Kleinbuchstaben sind Arginine angegeben.
Dies sind d-Aminosäuren und der rote Farbstoff, Cy5, dunkel rot, so dass er Fleisch durchdringen kann.
Er ist fluoreszent, befindet sich dort, und dies wurde systematisch in das Tier injiziert,
und dennoch bewegt es sich zum Tumor oder wird darin zurückgehalten, während die normalen Gewebe dieses Material nicht festhalten,
so dass der Tumor aufleuchtet.
Wenn man ein Kontrollpeptid verwendet, bei dem man einfach die Stereochemie der vier Aminosäuren umkehrt, PLL und A,
jetzt sind es d-Aminosäuren, dann erkennt es das Enzym nicht,
obwohl es sich bei der Hydrophobie um dasselbe Molekulargewicht handelt.
Und dann leuchtet der Tumor mit unserem Farbstoff nicht auf.
Dieser Tumor wurde zufällig mit GFP markiert.
Es ist zu dumm, dass die Tumore des Menschen nicht bereits GFP enthalten.
Abschließend möchte ich Ihnen noch ein Beispiel dafür zeigen, wie dies die Arbeit von Chirurgen unterstützen kann.
Ich habe hier einen kleinen Film, und ich hoffe, dass die Beleuchtung genug gedimmt werden kann, um ihn zeigen zu können.
Könnte mir hier jemand helfen, bitte?
Und was Sie sehen werden, ist diese normale Ansicht und dann die fluoreszierende Ansicht.
Dies ist eine Überlagerung, bei der die fluoreszierende Ansicht auf die normale Ansicht gelegt wurde.
Und bei der Fluoreszenz, die in Wirklichkeit tiefrot ist, handelt es sich um ein falsches Grün.
Nun, dieses Grün stammt nicht von GFP.
Darauf muss ich immer hinweisen.
Journalisten, die von Naturwissenschaft keine Ahnung haben, schauen sich dies an und sagen:
„Oh, das ist Dr. Tsien wie er GFP in einen Tumor bringt.
Dies ist eine falsche Färbung.
Wir haben nur deshalb grün gewählt, weil es normalerweise nichts Grünes in einer Maus gibt, ok?
Dies ist also ein Overlay, das die Fluoreszenz deutlich vom Rest unterscheidet.
Und wir bewegen es also ein wenig umher, damit sie sehen können, dass dies ein lebender Organismus ist.
Und gleich sehen sie eine andere Ansicht.
Dies ist der Tumor, und dies hilft den Chirurgen genauer zu schneiden.
In einer der Ansichten können Sie [die Grenze zwischen dem Tumor und dem gesunden Gewebe] nicht erkennen.
Sie sehen nur rötliches Fleisch.
Doch mit dem grünen Overlay wird es sehr einfach, den Tumor herauszuschneiden.
Alles Grün soll beseitigt werden.
Es gibt etwas, das der Chirurg nicht schneiden darf, und das ist der Nerv.
Ich hatte den Film hier an, denn wir haben ein anderes Peptid, das den Nerv markiert.
Hier ist eine Fluoreszenz, die wir als hellblau codiert haben.
Nicht weil sie wirklich hellblau ist, sondern wiederum, weil hellblau eine Farbe ist,
die im Fleisch normalerweise nicht existiert.
Und dieser besondere Ast, der hier herauskommt, ist einer, der ansonsten unsichtbar gewesen wäre.
Der Rest ist ganz offensichtlich und wahrscheinlich hätte jeder sehen können, dass sich dort ein Nerv befindet,
oder dieser Ast aus weißem Fleisch.
Aber dieser verborgene Ast wäre ansonsten nicht so deutlich gewesen.
Wie ich bereits gezeigt habe, befindet sich hier die Fluoreszenz.
Doch wenn ich den Film anhalte, können Sie erneut erkennen, dass der Nerv sehr sichtbar ist,
dieser zusätzlich fluoreszierende Ast jedoch nicht,
es sei denn mit der Hilfe dieser molekularen Einfärbung im lebenden Organismus.
Die Aufgabe des Chirurgen besteht hier darin, das grüne Zeug herauszuschneiden, ohne das blaue Material zu beschädigen.
Wir sind der Ansicht, dass dies eines Tages der Weg sein wird, auf dem das Verständnis all dieser Moleküle und Proteasen usw.
Chirurgen helfen werden, Tumorresektionen exakter vorzunehmen.
Wenn sie gelingt, ist die Resektion noch immer die schnellste und billigste Methode eine vollständige Heilung zu erzielen.
Ok, wir können tatsächlich die Überlebensrate im Vergleich zur traditionellen Chirurgie verbessern,
wenn wir uns bei Operationen von Fluoreszenz leiten lassen.
Dies ist die Zeit in Wochen nach der Operation eines sehr aggressiven Tumors,
bei dem normalerweise nur eins von zwölf Tieren überlebt.
Wir konnten die Überlebensrate auf fast fünf oder sechs von 12 anheben.
Wir sind der Ansicht, dass dies eines Tages möglicherweise
eine Form der auf individuelle Personen zugeschnittenen Medizin sein wird, bei der die Bildgebung die Therapie leitet.
Ganz zum Schluss möchte ich noch etwas über die Lehren für junge Wissenschaftler sagen.
Ich hoffe, ich habe Ihnen meinen Eindruck wiedergegeben, der darin besteht, dass man versuchen sollte, diese Probleme zu finden,
doch auch, seine eigene Neurose konstruktiv einzusetzen.
Versuchen Sie Projekte zu finden, bei denen Sie eine elementare Freude erleben.
In meinem Fall war es die Liebe zu schönen Farben.
Akzeptieren Sie, dass längst nicht jeder Schuss ein Treffer sein wird, hoffentlich jedoch nicht alle das Ziel verfehlen werden;
dass Ihre besten Aufsätze von den begehrten Fachzeitschriften vielleicht abgelehnt werden, oder dass sie –
wenn sie schließlich angenommen werden – aus den falschen Gründen angenommen werden.
Bei Vorschlägen für Forschungsvorhaben verhält sich die Sache genauso oder ist vielleicht sogar noch schlimmer.
Lernen Sie, wenn man Ihnen Zitronen gibt, Limonade daraus zu machen!
Häufig wird sich herausstellen, dass Sie sich vollständig geirrt haben.
Doch geben Sie nicht auf.
Lassen Sie sich von der Natur belehren.
Manchmal zahlt sich Beharrlichkeit aus.
Ich möchte wirklich betonen, dass Preise letztlich eine Glückssache sind.
Lassen Sie sich davon nicht motivieren oder beeindrucken.
Ich bin am 9. Oktober nicht intelligenter, als ich es am 7. Oktober war, obwohl ich am 9. Oktober sehr viel berühmte bin, usw.
Natürlich müssen wir die richtigen Mitarbeiter finden und sie zum gegenseitigen Nutzen freundlich ausbeuten,
damit, wissen Sie, jeder froh ist und davon profitiert.
Dies sind meine Mitarbeiter.
Ich muss wirklich betonen, dass viele erfahrene Wissenschaftler aufstehen und zugeben:
„Die gesamte Arbeit, ich habe sie nicht gemacht:
Sie wurde von den Leuten in meinem Labor gemacht.“ Und das trifft nicht nur in meinem Fall zu.
Ich hätte die Arbeit noch nicht einmal tun können, da ich in den Techniken der Molekularbiologie persönlich inkompetent bin.
Ich muss zugeben, dass ich nie gelernt habe, eine Gel- oder PCR-Reaktion durchzuführen.
Ich habe bis heute keine einzige durchgeführt.
Ich hänge also tatsächlich von schlauen Leuten ab, die bereit sind, all dies zu tun.
Wenn ich Spaß habe, versuche ich zurück ins Labor zu gehen und einige Farbstoffe herzustellen.
Das ist in etwa das Einzige, womit ich mich auskenne, und selbst das gelingt mir nicht sehr gut.
Nur zwischen Weihnachten und Neujahr, wenn die Flut der E-Mails zurückgeht, finde ich Zeit, dies zu tun.
Und im Grunde findet in meinem Labor eine Art Rotation statt.
Im Allgemeinen bin ich der Meinung, dass ich, wenn ich mich selbst einstellen müsste, dies nicht tun würde.
Ich bin so schlecht darin.
(Lachen).
Dennoch hatten wir einigen Spaß und nahmen schöne Bilder auf, wie diesen Sonnenuntergang zum Beispiel, mit grünem Licht,
das von den Bakterien stammt, die all die verschiedenen Farben hervorbringen.
Vielen Dank.
(Applaus).