Die Grundlage des Lebens: wie sich Moleküle gegeneinander durchsetzen

Blaue Elektronenwolke der Alu RNA (PDB-ID 5aox) zusammen mit der alpha-Helix eines Proteins und einem Guanin Baustein der RNA.
Oliver Weichenrieder zusammen mit Christa Lanz (links) und Heike Budde (rechts) des Genome Center Teams

„Die RNA ist nicht oft in den Medien, aber sie ist die Grundlage des Lebens und der Evolution. Wir müssen verstehen, wie sich Moleküle gegeneinander durchsetzen. Letztlich kämpft sich in der Geschichte immer der Organismus durch, welcher aus den dominanten Molekülen besteht.“ Begeistert erzählt Oliver Weichenrieder von seiner Forschung, während er an seinem Schreibtisch sitzt. Auf dem Computerbildschirm vor ihm flimmert eine diffuse Wolke von blauen Punkten: Sie zeigt die Elektronenverteilung eines Moleküls, die Oliver gerade analysiert.

Oliver Weichenrieder ist Strukturbiologe und Leiter des Genomcenters am Max-Planck-Institut (MPI) für Biologie in Tübingen. Er beschäftigt sich mit RNA (Ribonukleinsäure). RNA ist eine Substanz, welche in allen Lebewesen vorkommt und aus welcher das Leben an sich ursprünglich wohl auch hervorging. Vereinfacht gesagt transportiert RNA die Erbinformation der DNA und übersetzt sie in Proteine. Forschungsschwerpunkt ist für Oliver die sogenannte „Alu-RNA“ – eine spezielle Form der RNA. Ähnlich einem Virus kann sich Alu-RNA in den Zellen höherer Primaten wie zum Beispiel Menschen eigenständig vermehren und ihre Sequenz ins Erbgut dieser Zellen wieder und wieder einbauen. Obwohl meist harmlos, kann ein solcher Einbau auch in fatalen Folgen resultieren, wie beispielsweise Krebserkrankungen. „Für eine Einschätzung und mögliche Vermeidung solcher Schäden müssen wir erst einmal verstehen, wie diese Alu-Sequenzen funktionieren, wo sie herkommen, wie sie sich vermehren können und wie sie sich ins Erbgut integrieren können“, betont Oliver die Wichtigkeit dieses Feldes und ergänzt: „Schon vor meiner Diplomarbeit 1994 wusste ich, dass ich herausfinden möchte, wie die Alu-RNAs funktionieren. In der Zwischenzeit haben wir auch viel gelernt, aber eben noch lange nicht alles.“

Oliver Weichenrieder zusammen mit Gabriele Wagner des RNA Team

Ein Studierendenaustausch 1993 an der Universität Boulder in Colorado, USA, entfachte in ihm die Faszination für RNA. Dort arbeitete Oliver als Hilfswissenschaftler im Labor mit Jennifer Doudna, die damals als Postdoktorandin in Boulder an RNA forschte und 2020 den Nobelpreis für die Entwicklung der Genschere „CRISPR-Cas“ erhielt. „Boulder war damals die Hauptstadt der RNA-Forschung – dort wurden damals viele grundlegende Erkenntnisse zur RNA entdeckt und als ich nach diesem Jahr zurück an meine Universität in Regensburg kam, wusste ich, dass ich unbedingt weiter an RNA forschen will“, blickt Oliver auf die Anfänge seiner wissenschaftlichen Laufbahn zurück.

In Genf absolvierte er anschließend seine Diplomarbeit, verfasste in Grenoble seine Doktorarbeit, forschte danach sechs Jahre mit seiner eigenen kleinen Forschungsgruppe in Amsterdam und kam 2006 ans MPI nach Tübingen. Dort arbeitete er als Forschungsgruppenleiter in der Abteilung von Elisa Izaurralde, damalige Direktorin am MPI. 2018 verstarb Elisa Izaurralde frühzeitig und ließ ihre Abteilung in Tübingen zurück. „Nach Elisas Ende kümmerte ich mich darum, dass die Doktoranden von Elisa fertig wurden und wir ihre angefangenen Projekte abschließen konnten,“ berichtet Oliver von seinem verantwortungsvollen Handeln.
Auch heute betreut er wieder Nachwuchsforschende: Seit Mai hat in seinem Labor eine Masterandin ihre Arbeit begonnen und im Sommer wird sich ein Doktorand dem Team anschließen. Durch die beiden Neuzugänge und seine langjährige technische Assistentin Gabriele Wagner wird sich das Forschungsteam von Oliver nach der Corona-Pause wieder auf vier Personen komplettieren.

Seinen Alltag verbringt Oliver vor allem mit experimentellen Arbeiten am Computer. Neben der Planung und Auswertung von Versuchen betreut er die Studierenden in seiner Gruppe. Zudem arbeitet er als Reviewer für Journals und Grants und bewältigt gemeinsam mit Christa Lanz die Administration des Genomecenters am MPI für Biologie in Tübingen.

Wenn man Oliver nach dem schönsten Moment in seiner Karriere fragt, muss er nicht lange überlegen: In Grenoble gelang es ihm, einen Alu-RNA-Kristall zu erzeugen und diesen durch Röntgenstrukturanalyse in Form einer Elektronen-Wolke sichtbar zu machen. „Als erster Mensch auf der Welt konnte ich in diesem Augenblick die Alu-RNA sehen. Das war ein Wahnsinns-Moment!“, schaut Oliver freudestrahlend zurück. „Total schön ist es, wenn die Wissenschaftler:innen in meiner Gruppe diesen Moment auch irgendwann haben. Den Moment, in dem sie etwas als der erste Mensch auf der Welt entdecken und ich das als Doktorvater miterleben darf“, lächelt Oliver.

„Ich hoffe, dass wir in den nächsten Jahren noch ein paar Sachen herausfinden werden“, blickt Oliver in die Zukunft und ergänzt: „Das MPI bietet eine sehr schöne Umgebung mit einer ganz diversen Forschungsaufstellung, in der mir das Arbeiten total Spaß macht. Gerade als kleine Gruppe ist mir die Zusammenarbeit mit den anderen Abteilungen am Institut sehr wichtig.“ Was ihn antreibt? „Letztlich kann man alles Leben herunterbrechen auf die einzelnen Moleküle. Diese Wechselwirkungen und damit die Grundprinzipien des Lebens selbst möchte ich verstehen.“