Eine Brücke zwischen Berlin und Kalifornien

Die gelbe Klinkerfassade ist im Laufe der Zeit schmuddelig geworden. Dem altehrwürdigen Institut für Chemie an der Berliner Humboldt-Universität (HU) sieht man sein Alter an. In der vergangenen Woche wurde der hundertste Jahrestag der Eröffnung gefeiert, unter anderem mit Gastrednern aus den USA, die ihre aktuellen Forschungsergebnisse vorstellten. Peter Dervan knüpfte in einem Vortrag an die Anfänge der biochemischen Forschung in Berlin an: "Die wissenschaftlichen Arbeiten Emil Fischers bilden eine Brücke zwischen Berlin und Kalifornien", sagte der Professor für Biochemie am California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena. Fischer habe wesentliche Grundlagen für die Erforschung der Erbsubstanz DNA geschaffen. Emil Fischer war der erste Leiter des seinerzeit neuen Instituts für Chemie und wurde für seine Arbeiten 1902 mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichnet. Er beschrieb unter anderem als Erster die Eigenschaften der Purine. Purine sind stickstoffhaltige Moleküle und wichtige Bestandteile der Erbsubstanz DNA. Der Chemiker wurde dadurch zu einem Wegbereiter der modernen Genomforschung, lange bevor die DNA überhaupt bekannt war. "Ein Jahrhundert liegt zwischen Fischers Arbeiten über die Purine und der Entschlüsselung des menschlichen Genoms", sagte Dervan. Inzwischen sei beinahe die gesamte Abfolge der Bausteine im menschlichen Erbgut bekannt. "Eine Aufgabe für das kommende Jahrhundert ist es, zu verstehen, wie dieses System funktioniert und wie sich dieses Universallexikon der Gene lesen lässt."In seinem Labor in Pasadena analysiert Dervan derzeit die Funktionsweise der Erbsubstanz, um gezielte Veränderungen vornehmen zu können. Der Wissenschaftler synthetisiert Moleküle, die perfekt in die Schraubenwindungen der DNA passen. Dockt ein solches Molekül an, kann die Erbinformation der DNA an dieser Stelle nicht mehr abgelesen oder kopiert werden. Die Kopie liefert der Zelle eines Lebewesens Informationen zur Produktion von Eiweißen, den Proteinen. Fehlt eine DNA-Kopie, die so genannte RNA, wird die Herstellung des Proteins verhindert. Dervans synthetische Moleküle können inzwischen gezielt bestimmte DNA-Abschnitte (Sequenzen) erkennen. In Laborversuchen gelang es dem Forscher, Abschnitte des relativ kurzen Erbmoleküls des Aidsvirus zu blockieren und den Kopiervorgang zu unterbrechen. Damit kann die Vervielfältigung des Virus gehemmt werden. Das Verfahren könnte möglicherweise ein Grundlage für eine zukünftige Therapie gegen Aids sein.Galen Stucky beschäftigt sich mit ganz anderen biologischen Systemen. Der Chemieprofessor von der University of California in Santa Barbara verwendet Lebewesen als Vorbild, um feinstrukturierte Werkstoffe herzustellen. Wie Stucky in einem Vortrag berichtete, erforscht er unter anderem Kieselalgen. Die winzigen einzelligen Lebewesen nehmen über ihre Zellwand gelöstes Silicat aus dem Wasser auf und bilden daraus filigrane Kieselsäurepanzer. Offensichtlich, sagte Stucky, bindet ein bestimmtes Protein, das Silicatein, das Silicat an sich und verknüpft es dann zu größeren, sehr geordneten Strukturen. Kieselalgen seien demnach ein Vorbild für die Produktion sehr präziser und dünner Siliziumstrukturen, wie sie für die Herstellung von Computerchips benötigt werden. Auch die Muschelart Haliotis rufescens ist ein Spezialist für feine Strukturen. Im Inneren ihrer Schale bildet sie eine mächtige, schillernde Perlmuttschicht. "Perlmutt ist ein ganz besonderer Stoff", sagte Stucky, "denn die Substanz besteht aus nur wenige Mikrometer (millionstel Meter) breiten Lagen organischer und anorganischer Verbindungen, die sehr stabil sind." Zu den organischen Stoffen im Perlmutt zählen Proteine. Bei den anorganischen Substanzen handelt es sich um verschiedene Kristallstrukturen von Calciumcarbonat, einer Verbindung aus Calcium, Kohlen- und Sauerstoff. Nach Ansicht von Stucky ist Perlmutt ein ideales Vorbild für die Herstellung superdünner Schichten aus unterschiedlichen Substanzen, wie sie beispielsweise in der Halbleiterproduktion verwendet werden.Auch an der Humboldt-Universität entwickeln Wissenschaftler mit moderner Technik neue Oberflächen- und Materialschichten - bislang aber noch in Emil Fischers alter Wirkungsstätte, von der der Putz bröckelt. Erst im kommenden Jahr wird das Institut für Chemie in einen Neubau in Berlin-Adlershof umziehen.An dem neuen Standort will die HU unter anderem die Analytische Chemie und die Umweltchemie zu weiteren Schwerpunkten ausbauen. In Kooperation mit der ebenfalls in Berlin ansässigen Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung soll die Forschung auf den Gebieten der Struktur- und Konzentrationsanalytik vertieft werden. Zudem plant die Universität nach dem Umzug in das neue Institutsgebäude, neue Studiengänge wie zum Beispiel das Kombinationsfach "Chemie und Informatik" einzuführen.NEUE HEIMAT FÜR BERLINER CHEMIKER // Im kommenden Jahr werden die Chemiker der Humboldt-Universität das altehrwürdige Gebäude in der Hessischen Straße in Berlin-Mitte verlassen und in den Instituts-Neubau in Adlershof ziehen (Bild oben: Modellansicht, Bild rechts: die neuen Gebäude im Rohbau).