Peter Fineran erforscht, wie sich Bakterien vor Angriffen von bestimmten Viren schützen. (Bild: Sharron Bennett)

Der Herr der Phagen

Peter Fineran wusste schon als kleines Kind, dass er mal ein Forscher werden wollte. Heute leitet er ein Labor mit 18 Mitarbeitern in Neuseeland und forscht als Gastwissenschaftler am Helmholtz-Institut für RNS-basierte Infektionsforschung HIRI in Würzburg am CRISPR-Cas-System von Bakterien.

Als Peter Fineran vor einigen Jahren beim Aufräumen ein altes Schulheft in die Hände fiel, musste er schmunzeln. Er muss neun oder zehn Jahre alt gewesen sein, als sein Lehrer ihm und seinen Mitschülern die Aufgabe stellte, aufzuschreiben, was sie später einmal werden wollten. Der junge Peter aus Neuseeland schrieb: „Ich möchte Wissenschaftler werden, ein Labor betreiben und Sachen erfinden.“ Und genau das ist geschehen.

Peter Fineran war von kleinauf daran gewöhnt, dass zu Hause über Wissenschaft gesprochen wurde. Beide Eltern waren Botaniker. Nach der Schule entschied er sich für ein Studium der Biochemie an der University of Canterbury in Christchurch. Schnell entdeckte er seine Faszination für die Mikrobiologie. Mikroorganismen kommen überall vor, sie machen den größten Anteil an Biomasse auf dem Planeten aus. Und: Man kann an ihnen biologische Prozesse am leichtesten und schnellsten nachvollziehen. Das war Finerans Antrieb, schon als Grundschüler, wenn er in der heimischen Garage Experimente aufbaute oder Erfindungen testete: „zu verstehen, wie Dinge funktionieren“.

Bereits während des Grundstudiums beschäftigte sich Fineran mit der Frage, wie Bakterien miteinander kommunizieren. Entgegen der gängigen Meinung verfügen diese über die Fähigkeit, sich gegenseitig Signale zu senden und ihr Verhalten so auch als Gruppe zu koordinieren. Und da die University of Cambridge auf diesem Gebiet spezialisiert war, zog er für seine Promotion nach England. Sein Thema war die Frage, wie Bakterien sich darüber verständigen, Antibiotika zu produzieren. Denn das tun sie, um andere, rivalisierende Bakterienarten im Kampf um Ressourcen auszuschalten. Allerdings nur dann, wenn sie in ausreichender Menge vorhanden sind, um so viel Antibiotika zu produzieren, dass sie ihre Konkurrenten auch tatsächlich besiegen können. Sind sie zu wenige, sparen sie sich die Energie.

Nach der Promotion blieb Fineran zunächst in England, weil sich dort ein spannendes Projekt ergab: Als Postdoc untersuchte er, wie sich Bakterien gegen Bakteriophagen wehren, also kleine Viren, die die Bakterien infizieren und versuchen zu töten.  Bald darauf folgte er dem Ruf als Professor für molekulare Mikrobiologie an die University of Otago in seinem Heimatland Neuseeland. „Der Schwerpunkt unseres Labors ist es, herauszufinden, wie genau Bakterien und Bakteriophagen miteinander interagieren“, erzählt er. Also ganz konkret: zu verstehen, mit welchen Methoden Bakterien sich gegen Angreifer schützen und auf welche Weise Bakteriophagen angreifen. Daran arbeiten Fineran und seine mittlerweile 18 Mitarbeiter im Labor.

„Das ist insofern ein wichtiges Feld“, so Fineran, „da es Bakteriophagen auf der ganzen Welt gibt. Sie übersteigen die Anzahl aller anderen Organismen, verfügen über eine unglaubliche genetische Vielfalt und beeinflussen zahlreiche Prozesse auf dem Planeten, darunter ganze Ökosysteme.“ Zudem lassen sich die Erkenntnisse über das Wechselspiel zwischen Bakterien und Bakteriophagen auch nutzen: 2007 hatten Forscher das CRISPR-System entdeckt, eine Art Immunsystem der Bakterien. Molekularbiologen haben daraus eine Methode entwickelt, mit der sie beliebige Gen-Sequenzen punktgenau reparieren, ausschalten oder verändern können. Bakteriophagen können auch zur Bekämpfung von Bakterien eingesetzt werden. Das ist auch deshalb interessant, weil es in der Medizin wie auch in der Landwirtschaft bereits zahlreiche Antibiotika-Resistenzen gibt und der Bedarf an neuen Therapien hoch ist. „Bakteriophagen könnten eine Antwort sein“, so Fineran. Gemeinsam mit seinen Labor-Mitarbeitern experimentierte er bereits daran, mittels Bakteriophagen Krankheitserreger abzutöten, die den Kiwi-Früchten in Neuseeland zu schaffen machten.

Fineran will die Immunsysteme von Bakterien und die Angriffsstrategien von Phagen bis ins Detail zu verstehen. „Bakterien haben 4000 bis 5000 Gene, „herauszufinden, welche davon an diesen Prozessen beteiligt sind, dauert.“ Um zu erkunden, was auf der Ebene der RNA in diesem komplexen Wechselspiel passiert, hat Fineran sich für das Humboldt-Forschungsstipendium für erfahrene Forscher beworben, dass es ihm ermöglicht hat, nach Deutschland ans Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI) in Würzburg zu gehen, deren Mitarbeiter er bereits von internationalen Konferenzen kannte.

So stand Peter Fineran, nach einem ersten Deutsch-Kurs in Frankfurt im August und September 2019, von Oktober bis Dezember bereits in den Labors in Würzburg und führte dort zu seiner Freude auch wieder selbst Experimente durch, was in seinem Heimatlabor vor allem seine Mitarbeiter tun. Seit Anfang 2020 ist er zurück in Neuseeland, um dort zu unterrichten und sein Labor weiter zu führen. Mitte 2020 und 2021 wird er jeweils für vier bis fünf Monate nach Würzburg zurückkehren, um dort weiter zu forschen. Er hofft zudem, einen dauerhaften Austausch zwischen den Wissenschaftlern in Würzburg und Otago aufbauen zu können. Schließlich kommunizieren zum Glück nicht nur Bakterien miteinander – sondern auch Biologen.

Zum Weiterlesen: 

Im Land der gefährlichen Viren

Was wirkt gegen (multi-)resistente Bakterien

16.02.2020 , Andrea Walter

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