Jena 2013

Forschung in der Lichtstadt — Erste Eindrücke von der Jahrestagung

Mitgliederversammlung im Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie mit Vortrag von Prof. Kellmann und Führung durch Labors und Gewächshäuser

TELI-Jahrestagung
am Dienstag, 16. April

TELI-Mitgliederversammlung
am Montag, 15. April

Das Jena Valley

von Wolfgang C. Goede

Gastgeber der TELI Jahresversammlung 2013 war die Lichtstadt Jena. Das Saaletal ist, im Westen kaum bekannt, eine Art Silicon Valley des Ostens. Innovationstreiber seit über 150 Jahren  sind  Zeiss und Schott. Um sie herum hat sich der Beutenberg Innovations-Campus angesiedelt. TELIaner haben  „Deutschlands Top Region für Denker und Lenker“ auf den Puls gefühlt.

Im mittlerweile vom Mondlicht beschienen JenTower spürt Dr. Jochen Tham, Global Marketing Director der Carl Zeiss AG, dem Siegeslauf der Optik von Zeiss, Abbé und Schott nach. Heute lassen Elektronenmikroskope die Nano-Welten vor unseren Augen entstehen – mit schier unvorstellbar hoher Auflösung. Die aus einem Kubikmillimeter Gehirnmasse gewonnene Information ist so gewaltig, dass sie einer Datenmenge entspricht, die 780 000 Jahre lang ununterbrochen Musik liefern könnte. „Verflixt“, entfährt es dabei Arno Kral, Physiker und stellvertretender Regionalkreisvorsitzender bei der TELI Süd in München: „Wie will man da je einen ganzen Menschenkörper hin und her beamen?“

Aus Jenas nächtlichem Glas-Tower in den Tagesbetrieb auf dem Campus. Überall wird gebaut, an dem schönen Frühlingsvormittag kommen die Forscher in Shorts auf dem Tretroller, Kalifornien schwingt am Ufer der Saale ein wenig mit. „Wo die Lebenswissenschaften auf die Physik treffen“, lautet das Beutenberg-Motto. Diesen beiden Hauptschlagadern, Biologie und Physik, wollen die TELIaner nachforschen.

Die Exkursion begann am Vortag im Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie. Chemie, für viele ein rotes Tuch, und Umweltpflege, wie passt das zusammen? Das sei eine neue Forschungsrichtung, erklärt Dr. Jan-Wolfhard Kellmann. Sie basiert zunächst auf der Chemie der Signale von Lebewesen, wie etwa deren Lock- und Abwehrstoffe. Diese beruhen auf ganz bestimmten, chemisch bestimmbaren Molekülen. Sie steuern das Mit- und Gegeneinander von Organismen sowie, hier setzt die zweite Forschungskomponente an, deren Interaktion mit der Umwelt. Als dritte, im Namen nicht genannte, kommt die Molekularbiologie hinzu. Damit analysieren die Forscher das Erbgut, Chromosomen und die DNA. Daran lässt sich ablesen, wie Mutation und Selektion zur Entstehung neuer Arten beitragen und Evolution entsteht, also insgesamt ein hochspannendes Forschungsgespann.

Als Forschungsobjekt haben sich Kellmann und Team einen wilden Tabak ausgesucht, der in den Wüsten des US-Bundesstaates Utah gedeiht. Der kann vor seinen Fressfeinden ja nicht davonlaufen, also greift er zu seinen Chemiewaffen, um sich zu wehren.  An seinen Blättern knabbernde Kaninchen vertreibt er durch das Hochfahren seiner Giftstoffproduktion, des Nikotins. Eine ebenfalls gefährliche Raupenart ist dagegen bereits immun. Gegen diese Angreifer setzt die Tabakpflanze, als indirekte Abwehr, einen Hormon-Cocktail ein. Jasmonsäure setzt einen Duftstoff frei, der den Feind des Tabakfeindes anlockt und den Raupen den Garaus macht. Das haben die Forscher durch gezieltes Ausschalten von Genen entdeckt. Durch weitere experimentelle Eingriffe lassen sich auch die Blüten so steuern, dass sie keine Motten mehr anziehen, sondern Kolibris. Diese können die Lebensumstände des Wildtabaks und seine Fitness entscheidend verbessern.

„Grundsätzlich brauchen wir gentechnisch veränderte Pflanzen bei uns nicht“, sagt Kellmann. Was aber, wenn sich ein in Somalia rapide ausbreitender Pilz eines Tages auf deutsche Pflanzen übertragen sollte? Dann müsste man eventuell auf Gentechnik zurückgreifen, weshalb man sich beizeiten damit auch beschäftigen muss. Dafür sei die Rechtslage in Deutschland allerdings wenig förderlich. Wenn von Freilandversuchen eine Pflanze gestohlen würde, müsste Kellmann sich dafür möglicherweise vor Gericht verantworten, weil er nicht für genug Sicherheit gesorgt hätte. Nach einem Regierungswechsel könnte sich die Rechtslage verschärfen. Dann dürfte das Institut sein Treibhaus möglicherweise nicht mehr belüften, weil durch die Spalten Samen transgener Pflanzen nach außen dringen könnten.

Die tiefgekühlte Pilzsammlung am Leibniz-Institut für Naturstoffforschung und infektionsbiologie e. V. — Hans-Knöll-Institut (HKI)

Mit Erkenntnissen, gewonnen aus der Genetik, wird man eines Tages Alterungsprozesse, besonders auch bei Menschen besser verstehen können. Vorerst muss man sich noch mit Tiermodellen behelfen. Hierbei ist viel Kreativität im Spiel, wie TELI-Ehrenmitglied Dietmar Schmidt vom Besuch im Leibniz-Institut für Altersforschung – Fritz-Lipmann-Institut e.V. berichtet. Hier werden ostafrikanische Fischsorten studiert, in ihrer Heimat in Tümpeln beheimatet, die in Zeiten der Dürre austrocknen. Bei diesen Spezies lassen sich viele Altersphasen und Mutationen beobachten, sagt Schmidt. Daraus lässt sich ableiten, welche Gene und wie sie die Lebenszeit  steuern (siehe auch rechte Spalte).

Beeindruckend und relevant  auch, so der Berichterstatter, die so genannten Eddy-Kovarianz-Türme in der sibirischen Taiga. Sie sollen eine umstrittene Frage der Klimawissenschaft klären. Im Dauerfrostboden sind Riesenmengen Kohlendioxid gespeichert. Infolge der globalen Erwärmung wird es freigesetzt. Heizt das den Treibhauseffekt an – oder binden die im wärmeren Klima üppig nachwachsenden Bäume die Schadstoffe? Zwei eiffelturmhohe Messtürme des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie ermitteln weit über den Baumkronen, unbeeinflusst von Störungen, die Emissionen. Das Forschungsinstitut will die 300 Meter hohen Messstationen auch im Amazonasgebiet installieren.

Von der Biologie und den Lebenswissenschaften zur Physik und Photonik. Beide Forschungsansätze wollen die Beutenberg-Designer eng miteinander verflochten sehen. „Photonics for Life“ oder Bio-Photonik heißt die Verbindung. Mit Licht und raffinierten optischen Methoden lassen sich berührungsfrei Vorgänge in Zellen erfassen und überwachen, Krankheiten wie Krebs diagnostizieren und bekämpfen, Keime und Bakterien in Lebensmitteln entdecken. Dies alles ist am Institut für Photonische Technologien (IPHT) zuhause. Für viele Anwendungen, etwa in der Medizin, sind Glasfasern erforderlich.  Deren Herstellung übernimmt eigens ein Faserziehturm, einer der modernsten Europas. Er schafft bis zu 100 Meter Fasern pro Minute, zum Teil mit hochkomplexen Kernen. Sie bestimmen über die Ausbreitung der Lichtwellen und die Einsatzmöglichkeiten der Faser.

Die nächste Station: Im Technologie- und Innovationspark Jena geht es um die Geschäftsmodelle, die der Photonik-Forschung den Weg in den Alltag ebnen und dort zur Anwendung bringen sollen. Auch hierbei spielt die Medizin eine große Rolle. Das bringt Professor Dr. Dietrich Hofmann zum Ausdruck. Er präsentiert einen Bio-Chip, ein winziges Labor, mit dem sich die Körperwerte überprüfen lassen. Mit Hilfe eines smarten Mobiltelefons lassen sich die Ergebnisse sofort auslesen und an den Arzt weiterleiten. Der kann seinen Patienten aus der Ferne per SMS beraten. Solche und andere Technologien sollen die so genannt personalisierte Medizin voranbringen, die Gesundheits-versorgung verbessern und, hoffentlich, gleichzeitig die Kosten senken. Zum Unterstreichen seiner Mission lässt sich Hofmann von allen die Handys zeigen. Eine erstaunlich große Anzahl veralteter Modelle kommt zum Vorschein. Der Fortschritt, bekräftigt er, wird nur über die stetig intelligenter werdende jeweils neueste Generation erfolgen.

Schließlich, fast am Ende der fast zweitägigen Studientour, der Besuch bei der Carl Zeiss AG, dem Weltunternehmen mit 24 000 Mitarbeitern. Stolz weist der Referent darauf hin, dass die Firma nicht nur global, sondern „intergalaktisch“ operiere. Er zeigt ein Foto von der Mondlandung. Neil Armstrong hatte bei seinem Spaziergang eine Hasselblad mit einem Zeiss-Objektiv dabei. Aber nicht nur die anderthalb Jahrhunderte lange Führungsrolle der Firma in allen optischen Innovationen versetzt in Erstaunen. Noch mehr die Historie. Ihr Zeitfenster war immer günstig. In der Kaiser- und Gründerzeit erfuhr das Unternehmen seinen ersten Schub. Im Ersten und Zweiter Weltkrieg war es ein wichtiger Lieferant militärischer Güter wie Feldstecher und Optiken zum Ausrichten von Kanonen. Die Russen demontierten zwar 1945 einen Großteil des Werkes, was aber nicht seinen erneuten Aufstieg in der DDR verhinderte. Heute geht es dem Unternehmen so gut, dass es seinen Mitarbeitern lukrative Gewinnbeteiligungen zahlen kann.

Das alles basiert auf einer glücklichen Fügung des Schicksals, erfahren die Besucher im Zeiss-Besucher-Auditorium. Der Firmengründer wollte seine Werkstatt eigentlich in Weimar eröffnen, wo ihm die Genehmigung allerdings verwehrt worden war, weshalb er sein Heil in Jena suchte. Die Giganten Zeiss, Jenoptik und Schott, der Beutenberg Campus, das Hightech Jena Valley – eine Schöpfung von Weimars Gnaden!

Links zu weiteren besuchten Instituten:

BioInstrumentezentrum BioCentiv GmbH
http://www.biocentiv.com

Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF
http://www.iof.fraunhofer.de/

Phyletisches Museum
http://www.phyletisches-museum.uni-jena.de/ausstellung-informationen.html

Medienecho:

Jenaer Internetzeitung am 20. April 2013

Hier das vollständige Programm herunterladen.

Hier ein Stadtplan von Jena mit allen im Programm markierten Orten.

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