Weltweit einmaliges Projekt
Wissenschaftler entschlüsseln Hefezellen

Sie sieht aus wie Fensterkit: grau, schlammig, trübe. Bier- und Backhefe wird nicht nur seit Urzeiten zum Brotbacken und Bierbrauen eingesetzt, sondern seit über 100 Jahren auch in der Forschung. Nicht ohne Grund. Denn Saccharomyces cerevisiae - so ihr offizieller Name - hat viele Vorteile für die Forschung: der Mikroorganismus wächst unter minimalen Bedingungen, es ist bereits sehr viel über ihn bekannt, viele seiner Proteine sind in ähnlicher Form im Menschen zu finden und er ist ein gutes Modell für sogenannte eukaryotische Zellen (Zellen mit Zellkern) wie beispielsweise den menschlichen und pflanzlichen Zellen. Daher ist Hefe ein sowohl für die Lebensmittelindustrie als auch für die Medizin bedeutsamer Organismus.


Im Labor (v.l.n.r.): Prof. Dr. Johannes Hegemann, Dr. Katja Zimmermann und Kerstin Freidel.
Foto: Manfred Gelpke

Jetzt ist Wissenschaftlern aus den USA und Europa - darunter auch eine dreiköpfige Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Johannes H. Hegemann vom Institut für Mikrobiologie an der Heinrich-Heine-Universität - ein wesentlicher Durchbruch gelungen. Am Freitag, 6. August 1999, berichtete das Magazin Science in seiner aktuellen Ausgabe über die neuesten Erkenntnisse. Ergebnisse, die wohl schon in kürzester Zeit ihre Anwendung sowohl im Bereich der pharmazeutischen und chemischen Industrie als auch in der Humanmedizin finden werden. Denn sie ermöglichen eine wesentlich verbesserte und effizientere Suche nach neuen Wirkstoffen zur Behandlung der weit verbreiteten menschlichen Pilzerkrankungen (z.B. Mykosen).

Doch zunächst zurück zum Forschungsprojekt: Bereits seit 1996 ist das Genom - also die Gesamtheit aller Gene - der Bäckerhefe bekannt. Wie jedoch welches der 6.367 Gene funktioniert, darüber rätseln die Wissenschaftler in vielen Fällen noch.

Zwar sind schon Zweidrittel der Gene in ihrer Funktion bekannt, aber um zu verstehen, wie eine Zelle funktioniert, müssen alle Gene entschlüsselt werden. "Wir gehen davon aus, daß jedes Gen eine Funktion hat", sagt Prof. Dr. Johannes Hegemann. Um die Hefe in ihrer Gesamtheit zu entschlüsseln, ist daher vor anderthalb Jahren ein weltweit einmaliges Projekt ins Leben gerufen worden. Sieben Forschergruppen aus den USA und sieben aus Europa (eine deutsche, eine schweizerische, eine spanische und vier belgische) arbeiten gemeinsam an der Erstellung einer Bibliothek von 6.367 Hefestämmen. Indem die Wissenschaftler in jedem Stamm jeweils ein Gen entfernen - die Fachleute sprechen von Deletion - sind später Rückschlüsse möglich auf die Funktion der Gene. Doch allein die Deletion aller Gene ist ein mühsamer Prozeß. Jede Gruppe dieser transatlantischen Kooperation darf nur nach strikt geregelten Vorgaben ein Gen entfernen. Die Ergebnisse der jeweiligen Arbeiten werden an der University of Stanford gesammelt. Dort wird auch das gesamte Projekt koordiniert.

Bereits jetzt sind 2.026 Hefegene erfaßt. Anlaß genug für das renommierte Wissenschaftsjournal Science über die ersten Ergebnisse zu berichten. Die Forscher haben schon herausgefunden, daß 17 Prozent der deletierten 2.000 Gene essentiell sind. Für die Gesamtheit aller Gene im Hefegenom bedeutet das: rund 1.000 Gene sind entscheidend für die Lebensfähigkeit der Hefe.

Voraussichtlich wird das Projekt im April 2000 abgeschlossen sein. Gefördert wird es vom National Institute of Health (NIH) in den USA mit zwei Millionen Dollar, von der Europäischen Union mit 1,25 Millionen ECU.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Johannes H. Hegemann, Institut für Mikrobiologie an der Heinrich-Heine-Universität,

Tel.: 0211 / 81 - 1 37 33