Por­trät: Aus der Boden­probe keim­ten zwei neue Karrieren

25.02.2018 | Medizin


Michael Opoku und Tara Picozzi, Lehr­linge an der Zür­cher Hoch­schule für Ange­wandte Wis­sen­schaf­ten, ent­deck­ten in einer Boden­probe zwei neue Pseu­do­mo­nas-Arten. Für Opoku wie Picozzi haben sich die bei­den neu ent­deck­ten Keime als Sprung­brett in die Welt der Wis­sen­schaft erwie­sen. Die Aus­wir­kung ihrer Ent­de­ckung auf die Mensch­heit hin­ge­gen ist noch unklar.
Von Ursula Jungmeier-Scholz

Mit Gärt­ner­schau­fel und Plas­tik­sack aus­ge­rüs­tet mar­schierte der Bio­lo­gie­la­bo­rant Michael Opoku in den Wald gleich neben dem Cam­pus Reid­bach der Zür­cher Hoch­schule für Ange­wandte Wis­sen­schaf­ten (ZHAW) in Wädens­wil. Eine reine Rou­tine-Aktion: Zum Abschluss sei­nes ers­ten Lehr­jah­res sollte er Boden­pro­ben neh­men und anschlie­ßend die ent­hal­te­nen Bak­te­rien ana­ly­sie­ren. „Ich habe die Erde in Salz­lö­sung gelöst und eine Ver­dün­nungs­reihe ange­setzt. Diese ver­schie­de­nen Ver­dün­nun­gen habe ich auf Plat­ten aus­ge­stri­chen.“ Nach einer Kul­ti­vie­rungs­phase wur­den die inter­es­san­tes­ten Plat­ten aus­ge­wählt und wei­ter unter­sucht. „Bei eini­gen Bak­te­rien war ich mir bei der Iden­ti­fi­zie­rung unsi­cher. Ich habe sie zwar als Pseu­do­mo­nas erkannt, wusste aber nicht genau, wel­che Arten ich vor mir hatte“, berich­tet Opoku.

Die Art spielt jedoch eine große Rolle: Pseu­do­mo­nas aeru­gi­nosa bei­spiels­weise, ein Nass­keim, der sogar in destil­lier­tem Was­ser über­lebt, ver­ur­sacht in man­chen Häu­sern ein Zehn­tel aller nos­o­ko­mia­len Infek­tio­nen und befällt zumeist immun­ge­schwächte Pati­en­ten. Vor allem an AIDS Erkrankte sowie Men­schen mit Muko­vis­zi­dose und Brand­op­fer sind gefähr­det. Laut MSD­Ma­nual zäh­len jedoch auch man­che Arten von Pseu­do­mo­nas „pau­ci­mo­bi­lis“, „putida“, „fluo­re­scens“ und „aci­do­vor­ans“ zu den patho­ge­nen Erregern. 

Um Exem­plare der Pseu­do­mo­nas putida-Gruppe han­delte es sich bei jenen, die Michael Opoku nicht näher bestim­men konnte. Nicht ein­mal sein Aus­bild­ner, der erfah­rene Mikro­bio­loge David Fras­son, ver­mochte eine prä­zise Fein­dif­fe­ren­zie­rung vor­zu­neh­men, daher ver­an­lasste er eine DNA-Sequen­zie­rung. Diese – und einige bio­che­mi­sche Unter­su­chun­gen – zeig­ten schließ­lich, dass es sich um zwei bis­her noch nicht bekannte Arten han­delt. Zahl­rei­che wei­tere Tests wur­den durch­ge­führt, um die „Neuen“ näher zu erfor­schen. Tara Picozzi, eben­falls Bio­lo­gie­la­bo­ran­ten-Lehr­ling an der ZHAW, wurde zu den Ana­ly­se­ar­bei­ten hin­zu­ge­zo­gen. Sie hatte 2014, ein Jahr nach ihrem Kol­le­gen, mit der Lehre begon­nen. „Ohne Hilfe der ande­ren, wäre das Pro­jekt nicht zu bear­bei­ten gewe­sen“, betont Opoku.

Durch das Enga­ge­ment von Fras­son, der die finan­zi­el­len Mit­tel für wei­tere Unter­su­chun­gen akqui­rie­ren konnte, wurde ein umfas­sen­des Pro­jekt dar­aus – mit dem Effekt, dass die bei­den pas­sio­nier­ten Lehr­linge, die ihre Aus­bil­dung mitt­ler­weile abge­schlos­sen haben, nicht nur einen Beruf erlernt haben, son­dern auch schon die erste Ein­tra­gung auf ihrer Publi­ka­ti­ons­liste auf­wei­sen kön­nen. Denn die Ver­öf­fent­li­chung im renom­mier­ten „Inter­na­tio­nal Jour­nal of Sys­te­ma­tic and Evo­lu­tio­nary Micro­bio­logy“, die kürz­lich erfolgte, nennt als Autoren die Nach­wuchs­for­scher ebenso wie ihre Leh­rer. „Uns war es wich­tig, den Ler­nen­den so unsere Aner­ken­nung aus­zu­drü­cken“, erklärt Fras­son. „Ich fand es ein­fach gigan­tisch, bei dem Pro­jekt mit­ar­bei­ten zu dür­fen – eine schöne Her­aus­for­de­rung“, erzählt Picozzi.

Die bei­den neuen Bak­te­ri­en­ar­ten, nach ihrem Fund­ort Pseu­do­mo­nas „wadens­wi­le­ren­sis“ und „rei­d­hol­zen­sis“ benannt, wur­den in der natio­na­len Samm­lung „Cul­ture Collec­tion of Switz­er­land“ (CCOS) und der bel­gi­schen Stamm­samm­lung (BCCM/​LMG) hin­ter­legt und sind dort käuf­lich zu erwer­ben. Eine Probe ging bereits an das Pari­ser Insti­tut Pas­teur. Auch das Medi­en­echo auf den Fund war uner­war­tet groß.

An „eige­nen“ Bak­te­rien forschen

„Ich konnte es kaum glau­ben, dass mir so etwas pas­siert“, beschreibt Opoku den Glücks­mo­ment, als ihm klar wurde, dass er zwei neue Bak­te­ri­en­ar­ten ent­deckt hatte. „Ich war immer der Mei­nung, nur beson­ders Qua­li­fi­zierte machen der­ar­tige Ent­de­ckun­gen.“ Er selbst war zum Zeit­punkt sei­nes Fun­des erst 17 Jahre alt, seine Kol­le­gin Picozzi 15. Dass er sozu­sa­gen an den „eige­nen“ Bak­te­rien for­schen konnte, fand er ganz beson­ders moti­vie­rend. Mit dem Lehr­ab­schluss ist sein Wis­sens­durst dahe­rauch noch nicht gestillt: Zwar wollte er immer Bio­lo­gie­la­bo­rant wer­den – schon seit er sei­nen Vater, der an der Uni Zürich in Schlie­ren tätig ist, zum „Vater-Sohn-Tag“ beglei­tet hatte. Nun aber wurde der Funke des For­scher­geis­tes in ihm ent­zün­det: Aktu­ell berei­tet er sich auf die Berufs­rei­fe­prü­fung vor, mit dem Ziel, im Anschluss an den Mili­tär­dienst Bio­tech­no­lo­gie zu stu­die­ren. „Ich will unbe­dingt wei­ter mit Bak­te­rien arbei­ten und in der For­schung mei­nen Bei­trag leis­ten.“ Für seine Hob­bies wie Fuß­ball­spie­len, den Chor und das Gitarre spie­len in der Gemein­schaft der Pfingst­kir­che Zürich, bleibt im Moment natur­ge­mäß etwas weni­ger Zeit als bis­her, aber Opoku emp­fin­det „große Dank­bar­keit“ dafür, dass er einen der­art Auf­se­hen erre­gen­den Fund bereits zu Beginn sei­ner beruf­li­chen Lauf­bahn machen konnte.

Auch Tara Picozzi fühlt sich durch diese Erfah­rung in ihrem Berufs­weg bestärkt. „Als älteste Toch­ter eines Arz­tes wurde von mir eigent­lich erwar­tet, eben­falls Ärz­tin zu wer­den. Ich aber habe mich anders ent­schie­den.“ Mitt­ler­weile ern­tet sie mit ihrer Aus­bil­dung auch inner­fa­mi­liär gro­ßen Respekt. „Zunächst wollte ich ja medi­zi­ni­sche Labo­ran­tin wer­den – inspi­riert durch die Exper­ten inden Kri­mi­se­rien –, aller­dings gibt es keine ent­spre­chende Lehr­stelle und so bin ich in der Bio­lo­gie gelan­det. Ich bin sehr froh über diese Entwicklung.“

Auch Picoz­zis For­scher­pas­sion wurde in der hei­ßen Ana­ly­se­phase der Pseu­do­mo­nas- Keime geweckt. Zwar ging sie nach dem Ende ihrer Aus­bil­dung heuer nach Som­me­rende zunächst in die Pra­xis – teils an der ZHAW, aber auch in einem Start-up-Unter­neh­men. Doch ihr nächs­tes Etap­pen­ziel heißt eben­falls Matura, gefolgt vom Bio­tech­no­lo­gie-Stu­dium. Viel­leicht wie­der Seite an Seite mit Michael Opoku. Frei­zeit bleibt ihr der­zeit wenig, doch wenn sie frei hat, geht sie gerne Lau­fen. Dane­ben fas­zi­nie­ren sie Spra­chen; Eng­lisch spricht sie flie­ßend, was im Bereich der For­schung stets von Nut­zen ist. „Der­zeit arbeite ich an mei­nem Fran­zö­sisch“, erzählt sie.

Wei­tere For­schung geplant

Für Opoku wie Picozzi haben sich die bei­den neu ent­deck­ten Keime als unge­heu­rer Moti­va­ti­ons­fak­tor und Sprung­brett in die Welt der Wis­sen­schaft erwie­sen. Unklar ist, wel­che Aus­wir­kung ihre Ent­de­ckung auf die Mensch­heit im All­ge­mei­nen haben wird. Doch Aus­bild­ner Fras­son gibt Ent­war­nung: „Diese Bak­te­rien sind Umwelt­keime der Putida-Gruppe, von denen ein paar patho­gen sind. Wir ver­mu­ten, dass die neu Ent­deck­ten für die Ent­gif­tung von Böden inter­es­sant sein könn­ten oder bio­ka­ta­ly­tisch inter­es­sante Enzyme haben könn­ten. Das wer­den wir her­aus­fin­den, wenn wir das Genom anno­tiert haben. Für die mensch­li­che Gesund­heit sehe ich keine direkte Rela­tion.“ Mög­li­cher­weise sor­gen die neu ent­deck­ten Pseu­do­mo­nas-Arten aber noch ein zwei­tes Mal für eine Überraschung.

© Öster­rei­chi­sche Ärz­te­zei­tung Nr. 4 /​25.02.2018