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Vor 150 Jahren entdeckte ein Basler die DNA



Eigentlich wollte er die Eiweisse untersuchen, aus denen Zellen bestehen. Dabei entdeckte Friedrich Miescher vor 150 Jahren die DNA und stiess damit eine Revolution an, die allerdings sehr langsam ins Rollen kam.

Probleme mit Ekel dürfte Friedrich Miescher nicht gehabt haben. An sein Forschungsobjekt kam er über gebrauchte Wundverbände voller Eiter, die er im Spital in Tübingen sammelte. Daraus wusch er weisse Blutzellen (Leukozyten), deren Bestandteile er chemisch untersuchen wollte.

Der Umgang mit Geweben und Körperflüssigkeiten wurde ihm quasi in die Wiege gelegt: Miescher wurde 1844 in Basel in eine Familie von Anatomen geboren. Sein Vater Friedrich Miescher-His war Professor für Anatomie und Physiologie in Basel und Bern, sein Onkel Wilhelm His ebenfalls Anatom und einer der Mitbegründer der Embryologie. Der Spross trat in ihre Fussstapfen und studierte in Basel und Göttingen Medizin.

Nach dem Abschluss 1868 entschied er sich für eine Karriere in der Wissenschaft und schloss sich dem Labor des renommierten Forschers Felix Hoppe-Seyler an der Universität Tübingen an. Der Chemiker und Physiologe hatte wenige Jahre zuvor den Blutfarbstoff Hämoglobin entdeckt.

Rätselhafte Substanz

Als Miescher seine Arbeit an den Leukozyten begann, hielt man Proteine (Eiweisse) für den Hauptbestandteil von Zellen. Von der DNA, dem Erbgutmolekül, wusste man noch nichts. Geschweige denn von ihrer Funktion, obwohl Gregor Mendel wenige Jahre zuvor durch seine Kreuzungsversuche mit Erbsen die Grundprinzipien der Vererbung entdeckt hatte.

Mieschers Ziel war eigentlich, die verschiedenen Typen von Proteinen zu entschlüsseln, aus denen Leukozyten bestehen. Dabei machte er im Jahr 1869 eine seltsame Entdeckung, wie das Basler Friedrich-Miescher-Institut auf seiner Website schreibt: Eine Substanz, deren chemische Eigenschaften nicht der von Proteinen entsprach.

Da die Substanz offenbar nur im Zellkern vorkam, nannte er sie nach dem lateinischen Wort für «Kern» (nucleus) Nuclein. Der Name klingt heute noch in der chemischen Bezeichnung «Desoxyribonukleinsäure» (kurz DNS, oder Englisch DNA) nach. Miescher entdeckte, dass das Nuclein nicht nur bei Leukozyten, sondern auch bei anderen Zellen vorkam.

Grundstein einer Revolution

Mit seiner ersten Isolation der DNA legte Miescher den Grundstein für eine Revolution, die jedoch nur langsam ins Rollen kam: Erst 1944 konnten die US-Forscher Oswald Avery, Maclyn McCarty und Colin MacLeod nachweisen, dass DNA - und nicht wie bis anhin angenommen Proteine - Träger der Erbinformation ist. 1953 entschlüsselten James Watson und Francis Crick basierend auf Daten von Rosalind Franklin und Maurice Wilkins die Doppelhelix-Struktur der DNA.

In den folgenden Jahrzehnten entwickelten Wissenschaftler Methoden, um die Reihenfolge der Bausteine der DNA zu entschlüsseln, knackten den «Code», den diese Reihenfolge darstellt, lernten, spezifische Abschnitte des Erbguts zu vervielfältigen und als Blaupause in Bakterien oder Hefezellen einzubauen, um Proteine für medizinische Anwendungen zu produzieren.

Die Entschlüsselung der Reihenfolge der DNA-Bausteine und daraus folgend des Erbguts des Menschen erlaubte beispielsweise, die genetischen Ursachen für Krankheiten zu entdecken, analoge Genveränderungen in das Erbgut von Versuchstieren einzubauen und die Wirkmechanismen von Krankheiten genauer zu erforschen. Damit ermöglichte sie die Entwicklung von Therapien.

Nur neun Fachartikel

Obwohl Miescher an der Basis dieser Entwicklungen stand, ist sein Name weitaus weniger bekannt als beispielsweise diejenigen von Watson und Crick, die die DNA-Doppelhelix entschlüsselten. In Tübingen klingt sein Vermächtnis jedoch nach in Form eines Friedrich-Miescher-Labors, in Basel durch das Friedrich Miescher Institut (FMI). Beide wurden rund 100 Jahre nach der Entdeckung des Basler Forschers ins Leben gerufen.

Miescher blieb seinem Geburtsort letztlich treu: 1872 übernahm er an der Universität Basel die Professur für Physiologie, die zuvor sein Vater innegehabt hatte. Trotz seiner bahnbrechenden Forschungsarbeit war er sehr zurückhaltend mit Veröffentlichungen, wie das FMI auf seiner Website schreibt. Im Rahmen seiner Forschungskarriere veröffentlichte er nur neun Fachartikel; viele seiner Ideen sind nur durch Briefe an Freunde und Kollegen überliefert. 1895 starb er im Alter von 51 Jahren an Tuberkulose. (sda)

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