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Nikolaus Rajewsky: Wie ein theoretischer Physiker zum Revoluzzer wird
Nichts liegt Nikolaus Rajewsky ferner, als eine Revolution anzuzetteln. Und dennoch steckt der Professor an der New York University inzwischen mitten drin. Der 37-jährige Deutsche entwickelt Computermodelle, mit deren Hilfe sich molekulare Vorgänge im Zellkern hocheffizient durchleuchten lassen. Mit diesen Erkenntnissen stellt der Bioinformatik-Experte die Biologie auf den Kopf und sucht unter anderem nach neuen Ansätzen zur Behandlung komplexer Krankheiten. Jetzt bereitet Rajewsky seine Rückkehr nach Deutschland vor: Ab Sommer arbeitet er in Berlin am Max-Delbrück-Centrum für molekulare Medizin (MDC).
Nachvollziehbare Modelle, klare Mechanismen und Strukturen – dafür konnte sich Rajewsky schon als Teenager begeistern. „Als ich einmal von einem befreundeten Physiker einen vierwöchigen Spezialkurs bekam, gingen mir einfach die Augen auf“, schwärmt er noch heute. Die Biologie hingegen kam schnell aufs Abstellgleis – daran konnte auch Rajewskys Vater, ein angesehener Genetiker und Immunologe, nichts ändern. „Mathe und Physik machten mir Riesenspaß, aber Biologie fand ich unverständlich. Ich sah einfach keine Prinzipien und wählte das Fach in der 10. Klasse ab“, erinnert sich Rajewsky und schmunzelt. Dass er es auf diesem Gebiet doch einmal zum Experten bringen würde, hätte er selbst nie gedacht.
Zwischen Physik und Musik geschwankt
Nach der Schule stand für ihn aber keineswegs nur die Wissenschaft im Vordergrund. Während seines Mathematik- und Physikstudiums an der Universität Köln, absolvierte Rajewsky auch ein Klavierstudium an der Folkwanghochschule in Essen. „Damals habe ich stark zwischen Physik und Musik geschwankt, ich fühlte mich zu beiden Welten hingezogen“, resümiert Rajewsky heute. Doch damals obsiegte letztlich seine Erkenntnis dass „das Musikerleben oft traurig ist, wenn man nicht ziemlich hoch oben dabei ist.“
Die Freude am Klavier spielen lebt er seitdem weitgehend nur noch im Privaten aus. Beruflich ist die Naturwissenschaft in Rajewskys Mittelpunkt gerückt. Er promovierte schließlich in theoretischer Physik und ging im Herbst 1998 mit einem Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) als Post-Doktorand an die Rutgers University in New Jersey – nichtsahnend, dass hier Rajewskys Wandlung vom Physiker zum Revoluzzer beginnen würde.
Wie die Wildweststimmung begann
Eigentlich begann alles auch ganz harmlos, durch ein Sommerseminar „Biologie für Mathematiker“ in Princeton. Auf Grund einer Empfehlung eines Physikers und aus purer Neugierde ging er hin – und war wie ausgewechselt. Auf einmal sah Rajewsky, der Mathematiker und Physiker, den Berg an quantitativen Daten, die mithilfe von neuen Technologien massenweise zur Verfügung stand – und die Biologie hatte auf einmal ihren Sinn. „Statt Vorgänge weitgehend nur zu beschreiben, konnte man jetzt nach quantitativen Methoden suchen, mit denen diese Masse an Daten nach grundlegenden Prinzipien durchforstet werden kann.“
Rajewskys Forscherehrgeiz war gepackt und wenn er heute an diese Zeit zurückdenkt, kommt es ihm manchmal wie Wildweststimmung vor. „Ich hatte das Gefühl, eine Revolution bricht los und irgendwie habe ich gar nicht lange darüber nachgedacht, welchen Weg ich da eigentlich einschlage. Es war einfach sonnenklar.“ Ziemlich schnell wechselte er zur Rockefeller University in New York und dort begann zunächst eine Zeit des intensiven Selbststudiums, in der sich der Physiker in die molekularbiologischen Grundlagen einarbeitete: „Ich habe ein Paper nach dem anderen gelesen und dank des exzellenten Umfelds an der Rockefeller University relativ schnell einen Überblick bekommen.“
Der Molekularbiologie mit Informatik zu Leibe gerückt
Mit neuem Wissen ausgestattet rückte Rajewsky der Molekularbiologie mit den Möglichkeiten der Informatik zu Leibe – und nahm den Prozess der Genregulation genauer unter die Lupe. Dabei konzentrierte sich Rajewsky auf das Geschehen tief im Innern der Zelle und untersuchte die erste Phase der Herstellung von Eiweißen, das Ablesen der im Erbgut gespeicherten Eiweiß-Bauplänen.
Dieser Vorgang wird im Fachjargon Transkription genannt und Rajewsky geht der Frage nach, welche Faktoren, wo und wie das Ablesen dieser Informationen steuern und wie sich das auf die weitere Herstellung der Eiweiße auswirkt. Zunächst stand das Botenmolekül Messenger-RNA (mRNA) im Mittelpunkt seiner Forschung, doch nachdem er im Jahr 2003 als Assistant Professor an die New York University ging wurde ihm klar, dass ein anderes, noch winzigeres Molekül – die sogenannte micro-RNA (miRNA) – ebenfalls eine entscheidende Rolle bei der Produktion von Eiweißen spielt. „Die ersten Veröffentlichungen um 2001 deuteten darauf hin, dass diese micro-RNAs eine mächtige Welt sind, aber niemand hatte eine experimentelle Methode parat, um herauszufinden welche Gene durch microRNAs reguliert werden“ erklärt er.
MiRNAs binden an mRNAs und jüngste Erkenntnisse – zu denen Rajewskys Forschungen beigetragen haben – zeigen inzwischen, dass diese winzigen Moleküle mindestens 30 Prozent aller menschlichen Gene regulieren und für den Menschen so lebenswichtige Prozesse beeinflussen wie die Insulinausschüttung oder die Biosynthese von Cholesterin. Rajewsky hat dabei eine Computermethode entwickelt, die es erlaubt, im Hochdurchsatz die Stellen im Genom zu identifizieren, an welche die miRNAs binden. „Wir sind dabei noch ganz am Anfang einer langen Wegstrecke“, bremst er allzu voreilige Hoffnungen. Dennoch sieht Rajewsky in systembiologischen Ansätzen wie diesen noch viel Potential. „Wenn wir die regulatorischen Netzwerke der verschiedenensten Lebewesen miteinander vergleichen, könnten wir die grundlegenden Prinzipien noch besser verstehen und Vorhersagen über diese Abläufe treffen.“
Medizinisch relevante Aspekte in Berlin intensivieren
Rajewsky ist dabei jedoch nicht nur an der reinen Theorie interessiert. Für ihn ist der Abgleich seiner am Modell erarbeiteten Vorhersagen mit dem lebenden Organismus enorm wichtig. Nur dadurch lassen sich aus seiner Sicht medizinisch relevante Ansatzpunkte für komplexe Krankheiten entdecken und die Computermodelle verbessern.
Mit dem Ruf ans Labor für Genomforschung in Berlin, das vom MDC zusammen mit dem Leibniz-Institut für molekulare Pharmakologie (FMP) eingerichtet wurde, und als Nachfolger von Professor Jens Reich, will Rajewsky nun die medizinisch relevanten Aspekte seiner Arbeit intensivieren. „Ich freue mich darauf, dabei zu helfen den Pioniergeist dieses dynamischen Forschungszweiges von Amerika mit nach Deutschland und Europa zu tragen“, sagt er. Allerdings kann er ein Stück Wehmut nicht verbergen – acht Jahre Forschung in Amerika haben ihre Spuren hinterlassen. „Ich gehe mit schwerem Herzen, weil ich New York als Stadt wirklich liebe und es hier an der New York University eine überwältigende Kollegialität gibt“, gesteht Rajewsky. „Zudem wird hier in Amerika sehr viel Geld in Genomik und Systembiologie investiert und ich fände es schade, wenn sich Europa auf diesem Gebiet abhängen lässt.“
Mit seinem Wechsel nach Berlin will Rajewsky nun sein Stück dazubeitragen, dass die Systembiologie hierzulande gestärkt wird. An der Hauptstadt hat ihn vor allem der exzellente Ruf als Forschungs- und Kulturmetropole gereizt und die enge Verknüpfung des MDC zwischen Wissenschaft und Klinik. Aber auch private Gründe haben eine Rolle gespielt. Rajewskys Frau wurde im Iran geboren und ist aufgrund ihrer Arbeit als Pianstin viel unterwegs – was durch die aktuelle politische Lage in den USA immer schwieriger und aufwändiger wird. Von daher stand ein Ortswechsel schon seit längerem zur Debatte.
