Steckbrief eines Fischherzforschers
Seit 2012 arbeitet der amerikanische Molekularbiologe Scott Lacadie am Max Delbrück Centrum für Molekulare Medizin in Berlin. Als BIH Delbrück Fellow untersucht er seit 2015 die molekularen Mechanismen der Herzentwicklung bei Zebrafischen. In acht kurzen Stichpunkten erklärt er uns, wer und was hinter seiner Forschung steckt:
Die Person hinter der Forschung
In meiner wissenschaftlichen Karriere habe ich mich auf Grundlagenforschung in den Lebenswissenschaften konzentriert. Meine Promotion und meine erste Stelle als Postdoktorand verbrachte ich in Boston. Während meiner Promotion habe ich mich dann mit der Steuerung von genetischen Prozessen in der RNA von Hefe beschäftigt. Mein erstes Projekt als Postdoktorand handelte von der Blutentwicklung in Zebrafisch-Embryonen. Im Anschluss habe ich eine weitere Stelle als Postdoktorand im Labor von Professor Uwe Ohler in Berlin angenommen, um meine Informatikkenntnisse auszubauen. Seine Arbeitsgruppe erforscht genetische Prozesse in mehreren Modellsystemen.
Die Motivation hinter der Forschung
Meine Forschung ist geprägt von Neugierde und der Freude, neue Entdeckungen zu machen. Am schönsten ist es als Forscher, wenn man neue Entdeckungen macht. Dies geschieht selten, aber die Erinnerung an das Gefühl kann einen über lange Zeiträume motivieren. Ich kann die wichtigsten Experimente, die ich in den letzten 18 Jahren durchgeführt habe, an den Fingern einer Hand abzählen. Ob in der Grundlagenforschung oder bei der Entwicklung neuer Therapien, Neugierde ist für jeden Wissenschaftler sehr wertvoll.
Die Forschung selbst
Als BIH Delbrück Fellow kombiniere ich meine Bioinformatik-Kenntnisse mit moderner DNA-Sequenzierungstechnologie in Zebrafisch-Embryonen, um die Entwicklung des Herzens und Auslöser von Krankheiten in der Genregulierung zu untersuchen. Häufiger treten die Mutationen, die zu Krankheiten führen, in der Regulierung des Genoms auf, also jenen Teilen, die nicht zur Produktion von Proteinen führen. Sie bestimmen, wann, wo und wie stark genetische Informationen abgelesen wird. Statt nur die Gene selbst zu betrachten, müssen wir schauen, wie ihre Expression reguliert wird.
Zebrafische und Forschung
Wir nutzen den Zebrafisch, weil er ein praktischer Modellorganismus ist. Im Gegensatz zu anderen Modellsystemen wie Fruchtfliegen oder Würmern ist er ein Wirbeltier. Außerdem besitzt er die gleichen Zelltypen wie Menschen: beispielsweise Blutzellen, Neurone oder Muskelzellen. Somit kann man gut Beobachtungen über Zelltypen bei Zebrafischen anstellen, die sich auch auf den menschlichen Organismus übertragen lassen. Ein weiterer Aspekt wird relevant, wenn man sich mit der embryonalen Entwicklung beschäftigt. Im Gegensatz zu Mäusen oder Menschen findet die Befruchtung von Zebrafischen extern im Wasser statt. Man kann also im Mikroskop die gesamte Entwicklung des Embryos verfolgen, er ist transparent und sein gesamtes Inneres ist sichtbar.
Förderprogramm
BIH Delbrück Fellows
Förderzeitraum
2015 bis 2021
Vorhaben
Dynamik und Funktionen der Enhancer-Landschaft während der Entwicklung und Kardiogenese von Zebrafischen
Institution
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC)
Seit 2012
Postdoktorand, Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin, Berlin, Deutschland
2006 bis 2012
Postdoktorand, Harvard Medical School, Boston Children's Hospital und Howard Hughes Medical Institute, Boston, USA
2001 bis 2006
Graduate Researcher, Brandeis University, Department of Biology, Waltham, Massachusetts, USA
Lessons learned als Forscher
Ich glaube, ein wesentlicher Faktor für erfolgreiche Forschung ist es, an verschiedenen Projekten gleichzeitig arbeiten, die jeweils unterschiedlich riskant sind. Ebenso wichtig ist es, die erforderlichen Fähigkeiten zu entwickeln, um überhaupt diejenigen Fragen stellen zu können, für die man sich am meisten interessiert. In meinem Fall waren technologische Veränderungen wie die Entwicklung neuer Sequenzierungsmethoden und der Einzelzellanalyse absolut notwendig, damit ich nun – zum ersten Mal – die Fragen untersuchen kann, mit denen ich mich schon lange beschäftigen wollte.
Die Förderung als BIH Delbrück Fellow
Die Förderung als BIH Delbrück Fellow ermöglicht mir die Zeit und Unabhängigkeit, meine Forschung auf Themen zu fokussieren, die mich persönlich interessieren. Ich kann meine Forschungsgegenstände selbst bestimmen und eine Basis an Methoden und Forschungsergebnissen für meine weitere wissenschaftliche Karriere schaffen. Leider ist es auf meiner Karrierestufe so, dass man für viele Förderprogramme zu erfahren ist und gleichzeitig aus verschiedenen Gründen noch nicht den nächsten Karriereschritt angehen kann. Deswegen brauchen wir mehr solcher Förderprogramme.
Ein Blick in die Zukunft der Forschung
Bisher musste man, beispielsweise bei einer Blutuntersuchung, alle in der Probe enthaltenen Zellen als eine Gruppe betrachten – trotz der hohen Heterogenität der Probe.
Neue Methoden, die unter dem Oberbegriff der „Einzelzellgenomik zusammengefasst sind, ermöglichen es, bis zu einer Million einzelne Zellen zu untersuchen. Dadurch kann man sie verschiedenen Zelltypen zuteilen und beurteilen, wie diese sich in verschiedenen Entwicklungsphasen und Krankheitsstadien verhalten. Momentan versuchen wir, solche Methoden in unserer Forschung an Zebrafisch-Embryonen anzuwenden. Zurzeit führen wir die Experimente gleichzeitig an Tausenden Zellen durch. Die Datenmenge, die wir pro Zelle erhalten, ist recht überschaubar. In Zukunft werden wir allerdings Millionen von Zellen gleichzeitig analysieren und bedeutend mehr Daten pro Zelle generieren. Daher glaube ich, dass neue Berechnungsmethoden, maschinelles Lernen und mathematische Modelle notwendig sind, um die Daten, die wir produzieren, auch zu verstehen.
Rahmenbedingungen der Forschung
Die Wissenschaft braucht mehr Frauen auf den Führungsebenen, das ist vollkommen klar. Im Vergleich zu Boston bietet Berlin einige soziale Vorteile im Hinblick auf Familienleben. Die Kehrseite ist, dass es sich hier für Frauen schwierig gestalten kann, zurück in den Beruf zu finden, nachdem sie ein Kind bekommen haben. Von Arbeitgebern müsste mehr Unterstützung und Verständnis entgegengebracht werden. Die Gesellschaft muss die elterliche Rollenverteilung noch stärker überdenken und in Einklang mit den Erwartungen am Arbeitsplatz bringen.
Dezember 2017 / MM