Por­trät Karo­lin Luger: Wur­zeln in Öster­reich – Flü­gel in den USA

15.07.2018 | The­men


Die Vor­arl­ber­ger Struk­tur­bio­lo­gin Karo­lin Luger erforscht an der Uni­ver­si­tät von Colo­rado die Ver­pa­ckungs­künste des Genoms. Ihre Exper­tise wurde kürz­lich mit der Auf­nahme in die Natio­nal Aca­demy of Sci­en­ces gewür­digt.
Ursula Jungmeier-Scholz

Karo­lin Luger braucht Berge um sich. Und diese erklimmt sie am liebs­ten im Lauf­schritt: beim Berg­lauf. Zum Teil auch der gebir­gi­gen Land­schaft wegen hat sich die gebür­tige Dorn­bir­ne­rin sei­ner­zeit für einen Job an der Uni­ver­si­tät von Colo­rado in Fort Col­lins ent­schie­den, obwohl sie nach ihrer Pos­t­­doc-Zeit an der ETH Zürich Job­an­ge­bote von meh­re­ren Ivy League-Unis in der Tasche gehabt hätte. Außer­dem hat sie die Pio­nier­ar­beit gereizt, an einer rela­tiv unbe­kann­ten Uni­ver­si­tät eine For­schungs­gruppe für Struk­tur­bio­lo­gie auf­zu­bauen. In ebenso atem­be­rau­ben­dem Tempo wie die Berge hat sie von Beginn an die Stu­fen ihrer Kar­rie­re­lei­ter genom­men – und das durch­aus nicht immer in der vor­ge­se­he­nen Rei­hen­folge. Zum Stu­dium ging die jüngste von drei Geschwis­tern nach Inns­bruck, weil die dor­tige Bio­che­mie einen aus­ge­zeich­ne­ten Ruf hatte und weil die Eltern das Nest­häk­chen lie­ber in der Nähe haben woll­ten als im fer­nen Wien. Gewohnt hat Luger in einem Stu­den­ten­heim direkt neben dem Bio­­che­­mie-Gebäude: eine glück­li­che Fügung. Frei­tag­nach­mit­tags fan­den Semi­nare für die Höher­se­mest­ri­gen statt. Luger setzte sich uner­müd­lich schon im ers­ten Stu­di­en­jahr hin­ein, mit der Idee „das möchte ich auch irgend­wann ein­mal verstehen“. 

Diese unor­tho­doxe Annä­he­rung an die Mate­rie sicherte ihr die Auf­merk­sam­keit und Ach­tung des dort leh­ren­den Pro­fes­sors Man­fred Schwei­ger, der sie ein­lud, in sei­nem Labor mit­zu­ar­bei­ten, in dem eigent­lich aus­schließ­lich Dis­ser­t­an­ten und Post­docs forsch­ten. „Dort durfte ich dann – mit der aus heu­ti­ger Sicht rudi­men­tä­ren Tech­nik – Bak­te­rio­pha­gen klo­nen und ihr Erb­gut sequen­zie­ren.“ Für diese frühe Chance, prak­tisch zu arbei­ten, ist Luger heute noch dank­bar. „Denn es macht ja zusätz­li­che Arbeit, jeman­den erst anzu­ler­nen, vor allem jeman­den, der so ‚grün‘ ist.“ Heute gibt die Uni­ver­si­täts­pro­fes­so­rin selbst gerne Under­gra­dua­tes die Gele­gen­heit, in ihrem eige­nen Labor – mitt­ler­weile an der Uni­ver­sity of Colo­rado in Boul­der – mit­zu­ar­bei­ten und initi­iert auch Pro­jekte mit Gym­na­si­as­ten. „Mein Ziel ist es, die kom­mende Genera­tion an Wis­sen­schaf­tern aus­zu­bil­den und ihnen vor­zu­le­ben, wie man Pro­bleme durch Logik löst.“ Einige ihrer ehe­ma­li­gen Stu­die­ren­den und Mit­ar­bei­ter sind bereits selbst Professoren. 

Pio­nier­geist und Risikobereitschaft 

Ihre eige­nen Lehr­jahre haben Luger nach dem Stu­di­en­ab­schluss in Inns­bruck in Rich­tung Basel geführt – zunächst zum Som­mer­job bei San­doz. „Ich wollte unbe­dingt ange­wandte For­schung betrei­ben, um der Mensch­heit etwas zurück­zu­ge­ben.“ Heute ist ihr bewusst, wel­chen unschätz­ba­ren prak­ti­schen Nut­zen auch die Grund­la­gen­for­schung brin­gen kann. Bei­spiels­weise wenn Luger’s Erkennt­nisse die Basis für die Ent­wick­lung von neu­ar­ti­gen Onko­lo­gika darstellen. 

Aber zurück nach Basel. Über ihre Kon­takte im Feri­al­job hatte Luger ihr Dok­to­rats­stu­dium in Basel orga­ni­siert. Auch ihren spä­te­ren Mann hat sie dort ken­nen­ge­lernt. Im Anschluss an das Rigo­rosum reis­ten die bei­den ein Jahr im Cam­per durch Nord­ame­rika. Pio­nier­geist und Risi­ko­be­reit­schaft erstre­cken sich bei Karo­lin Luger näm­lich nicht nur auf ihre Her­an­ge­hens­weise an For­schungs­fra­gen, son­dern auch auf den pri­va­ten Bereich. Nicht aber auf die Kar­rie­re­pla­nung: Noch vor der Abreise hatte sie einen Arbeits­ver­trag mit der ETH Zürich in der Tasche. Ihr Auf­ga­ben­ge­biet: die Struk­tur des Nukleosoms zu ent­schlüs­seln. „Ein nahezu unmög­li­ches Unter­fan­gen“, urteilt sie im Rück­blick. Fast ein hal­bes Jahr­zehnt hatte sie keine nen­nens­wer­ten For­schungs­er­folge. „So ist das in der Struk­tur­bio­lo­gie: Ent­we­der man fin­det etwas oder man fin­det nichts. Da gibt es nicht viel dazwi­schen.“ In die­ser Zeit hat Luger gelernt, mit Rück­schlä­gen umzu­ge­hen. „Das funk­tio­niert nur in einem guten Team.“ Als ihr schließ­lich doch der Durch­bruch gelang, konnte sie sich der Job­an­ge­bote von renom­mier­ten Uni­ver­si­tä­ten nicht erweh­ren – und wählte aus­ge­rech­net Colo­rado. Die wis­sen­schaft­li­che Com­mu­nity der USA impo­niert ihr durch Risi­ko­be­reit­schaft, aber auch auf­grund der spie­le­ri­schen Art, wie man sich mit For­schungs­fra­gen aus­ein­ader­setzt. „Mich inter­es­siert immer der Pro­zess des Pro­blem­lö­sens – min­des­tens so sehr wie das Resultat.“ 

„Wis­sens­nug­gets“ wür­di­gen

Mit jener ursprüng­li­chen Neu­gier, mit der ihre Brü­der Radios zer­legt haben und sie selbst als Jugend­li­che Pflan­zen­sa­men seziert hat, nähert sich Luger heute mit­tels Rönt­gen­kris­tal­lo­gra­fie und Elek­tro­nen­kryo­mi­kro­sko­pie den Ver­pa­ckungs­stra­te­gien des Genoms. Ihre hoch­kom­plexe Arbeit ver­mag sie pro­blem­los anschau­lich zu erklä­ren: „Die rund 200 Zell­ty­pen des mensch­li­chen Kör­pers tra­gen alle das­selbe Erb­gut in sich, nur lesen sie unter­schied­li­che Sequen­zen ab. Die­ser Pro­zess läuft ähn­lich ab wie beim Haus­bau, wo alle Hand­wer­ker die glei­chen Bau­pläne erhal­ten. Nur dass der Elek­tri­ker den Anga­ben für die Klo­spü­lung keine Beach­tung schenkt. So steckt die Leber­zelle jene Infor­ma­tio­nen, die für den Auf­bau einer Ner­ven­zelle not­wen­dig sind, bild­lich gespro­chen in eine Schach­tel – weil sie sie nicht benö­tigt.“ Die­ser Pro­zess erfolgt in der Epi­ge­ne­tik über Pro­te­ine, die dafür sor­gen, dass die Zugäng­lich­keit von Infor­ma­tio­nen ein­ge­schränkt wird. Lugers Spe­zi­al­ge­biet unter die­sen Pro­te­inen ist das Chro­ma­tin. Eigent­lich sei der For­schungs­an­satz ihres Teams „very simple min­ded“, erläu­tert sie mit den typi­schen eng­li­schen Ein­spreng­seln in ihrer Spra­che. Auf­bau und Funk­ti­ons­weise der Ver­pa­ckungs­struk­tu­ren ver­sucht sie, mit ihrem Team zu ent­rät­seln – Stück für Stück. „Wis­sens­nug­gets“ nennt Luger die klei­nen Erkennt­nisse, die letzt­lich ein gro­ßes Gan­zes bil­den sollen. 

„Grund­la­gen­for­schung ist extrem wich­tig, und unter dem Strich ist es die Grund­la­gen­for­schung, die große Wis­sens­sprünge ermög­licht“, betont sie. Im Hin­ter­kopf behält sie jedoch stets mög­li­che Anwen­dun­gen. „Wenn wir wis­sen, wie diese Struk­tu­ren im gesun­den Orga­nis­mus funk­tio­nie­ren, kön­nen wir viel­leicht ein­mal Stö­run­gen gezielt behe­ben.“ Ange­dacht ist die Umset­zung in der Onko­lo­gie: Krebs­zel­len sol­len so mani­pu­liert wer­den, dass sie ihre eigene DNA nicht mehr repa­rie­ren – so sol­len potente Medi­ka­mente noch wirk­sa­mer gemacht wer­den und die Apo­ptose von Krebs­zel­len bewirken. 

Die­ses Jahr wurde Karo­lin Luger als „Asso­ciate Mem­ber“ in die euro­päi­sche Gesell­schaft zur För­de­rung der Lebens­wis­sen­schaf­ten (EMBO) auf­ge­nom­men – und nun auch als eines von 84 Neu­mit­glie­dern in die Natio­nal Aca­demy of Sci­en­ces (NAS), jenes 2.382-köpfige Gre­mium, das der US-Regie­­rung bera­tend zur Seite steht. Luger sieht darin „in ers­ter Linie eine Aus­zeich­nung durch meine Kol­le­gen“, die sie für diese Posi­tion vor­ge­schla­gen haben. 

Wäh­rend sie die Tätig­keit in der NAS noch auf sich zukom­men lässt, hat sie als Mit­glied der Ame­ri­can Aca­demy of Arts and Sci­en­ces, die auch Künst­ler und Phi­lo­so­phen umfasst, bereits erste Erfah­run­gen gemacht. Albert Ein­stein zählte ebenso zu deren Mit­glie­dern wie Piotr Iljitsch Tschai­kow­ski. In der Gemein­schaft von Exper­tin­nen und Exper­ten auf völ­lig unter­schied­li­chen Wis­sens­ge­bie­ten „kommt man raus aus der Kom­fort­zone der gleich Den­ken­den“, sagt Luger. So hat sie Kon­takte zum Grün­der des Muse­ums of Afri­can Ame­ri­can History and Cul­ture ebenso geknüpft wie zu einem renom­mier­ten Archi­tek­ten. Mit ihrer Bau­­­plan-Meta­­pher wird es ihr wohl auch gelun­gen sein, sein Inter­esse an ihrem Fach­ge­biet zu wecken.

© Öster­rei­chi­sche Ärz­te­zei­tung Nr. 13–14 /​15.07.2018