WEBVTT NOTE Podcast: Forschergeist Episode: FG085 Coronavirus Structural Task Force Publishing Date: 2021-04-06T13:51:42+02:00 Podcast URL: https://forschergeist.de Episode URL: https://forschergeist.de/podcast/fg085-coronavirus-structural-task-force/ 00:00:44.001 --> 00:00:50.100 Hallo und herzlich willkommen zu Forschergeist, dem Podcast des Stifterverbands für die deutsche Wissenschaft. 00:00:50.101 --> 00:00:57.700 Mein Name ist Tim Pritlove und das hier ist jetzt endlich die 85. Ausgabe des Podcasts. 00:00:57.701 --> 00:01:03.600 Hat eine Weile gedauert, ihr könnt euch schon denken warum, denn es ist alles gar nicht so einfach, 00:01:03.601 --> 00:01:07.400 die richtigen Themen und Gesprächspartner zu finden in dieser Zeit. 00:01:07.401 --> 00:01:17.800 Aber jetzt gehen wir es mal wieder an und heute geht es dann, wie sollte es auch anders sein, im weiteren Sinne um die Pandemie. 00:01:17.801 --> 00:01:28.800 Wir wagen einen speziellen Blick auf dieses Thema, indem wir mal schauen, was die Wissenschaft denn eigentlich so alles dazu beitragen kann. 00:01:28.801 --> 00:01:34.300 Und dazu begrüße ich zunächst einmal meine Gesprächspartnerin für heute, nämlich Andrea, Andrea Thorn, hallo. 00:01:34.301 --> 00:01:35.200 Hallo. 00:01:35.201 --> 00:01:38.300 Ja, hallo Andrea, herzlich willkommen bei Forschergeist. 00:01:38.301 --> 00:01:50.100 Du bist Wissenschaftlerin und du beschäftigst dich intensiv mit dem Corona-Virus oder genau mit dem SARS-CoV-2-Virus. 00:01:50.101 --> 00:02:01.400 Wie, das werden wir gleich erfahren, kurz gesagt, du bist Leiterin einer speziellen Projektgruppe, der Corona-Virus Structural Task Force. 00:02:01.401 --> 00:02:10.600 Da werden wir gleich mal ganz viel drüber reden, aber jetzt würde mich natürlich zunächst einmal interessieren, wie du eigentlich in dieses Feld geraten bist, 00:02:10.601 --> 00:02:18.600 was war denn der Anlass, dass du überhaupt Wissenschaftlerin geworden bist und womit hat es denn dann angefangen? 00:02:18.601 --> 00:02:32.900 Also zum Chemiestudium habe ich mich entschlossen, weil man bei Kunst sagen kann, das ist keine Kunst, aber ich gedacht habe, bei Chemie wird keiner sagen, das ist keine Wissenschaft. 00:02:32.901 --> 00:02:36.200 /lacht/ Weil es ein Klassiker ist. 00:02:36.201 --> 00:02:36.500 Mhm /bejahend/ 00:02:36.501 --> 00:02:37.300 Ja. 00:02:37.301 --> 00:02:45.300 Und als ich dann mit der Doktorarbeit fertig war, war ich überzeugt davon, dass ich jetzt ins Management gehe. 00:02:45.301 --> 00:02:51.500 Und dann hat mein Doktorvater gesagt, aber Andrea du bist quasi für die Uni geschaffen. 00:02:51.501 --> 00:03:02.600 Und dann habe ich so ein bisschen rumgefragt und dann hat meine Familie gesagt, mein Vater, mein zukünftiger Mann, wir haben eine Woche, zwei Wochen nach der Verteidigung haben wir geheiratet, 00:03:02.601 --> 00:03:15.300 wie Industrie, aber du machst doch so gerne Lehre und du forschst doch, du bist doch immer so neugierig, also wenn du nicht Professorin wirst, dann wissen wir auch nicht. 00:03:15.301 --> 00:03:27.500 Und ich konnte mich damit sehr anfreunden, ich hatte bloß, wie das halt so ist, wenn man die Doktorarbeit gerade eingereicht hat, das unbestimmte Gefühl, dass ich nicht gut genug bin. 00:03:27.501 --> 00:03:36.900 Und als dann alle Leute gesagt haben, doch doch, das ist das was du machen musst, habe ich mir den Traum erfüllt und bin die Wissenschaft gegangen. 00:03:36.901 --> 00:03:48.600 Ich bin super neugierig, ich finde es fantastisch, Dinge zu erforschen, ohne daran gebunden zu sein, womit man Umsatz machen kann. 00:03:48.601 --> 00:03:56.800 Industrielle Forschung bedeutet immer, man muss auch das Geld im Hinterkopf haben, aber in der Uni bin ich frei. 00:03:56.801 --> 00:04:10.500 Und diese Idee, in das Wissen der Menschheit eine kleine Delle nach außen zu machen, die erste zu sein, die eine Molekülstruktur sieht, die niemand zuvor gesehen hat, 00:04:10.501 --> 00:04:23.900 lebenslanges Lernen und Lehren, der Umgang mit anderen klugen Menschen, die kreativ sind und tolle Ideen haben, das hat mich alles gereizt und reizt mich immer noch. 00:04:23.901 --> 00:04:30.000 Das heißt, letzten Endes dauerte es dann gar nicht so lange, diese Entscheidung auch wirklich zu fällen? 00:04:30.001 --> 00:04:33.800 Nein, das war eine Frage von vielleicht fünf Tagen. 00:04:33.801 --> 00:04:37.700 Als ich von der Hochzeit zurückkam wusste ich schon, dass ich da bleiben will. 00:04:37.701 --> 00:04:45.700 Ja, manchmal ist das Naheliegende wirkt irgendwie sehr weit geht und man muss manchmal einfach erst mal mit der Nase drauf gestoßen werden. 00:04:45.701 --> 00:04:46.700 Ja, absolut. 00:04:46.701 --> 00:04:49.200 Bis man das dann irgendwie selber auch so sieht. 00:04:49.201 --> 00:04:54.500 Ich kann mir natürlich auch vorstellen, dass wenn man jetzt so viel Studium hinter sich gebracht hat und sich irgendwie alles reingeschafft hat, 00:04:54.501 --> 00:05:00.800 und sich ja im Prinzip so auf die Zukunft vorbereitet und man denkt so, ja okay, zack, wo ist jetzt die Zukunft, 00:05:00.801 --> 00:05:06.500 und sieht dann gar nicht, dass sie vielleicht unter Umständen, dass man schon längst da ist in gewisser Hinsicht 00:05:06.501 --> 00:05:13.300 oder dass eigentlich nie, dass dieser Pfad gar nicht unterbrochen werden muss, sondern im Prinzip schon auf dem Weg ist. 00:05:13.301 --> 00:05:18.800 Ja, also auf dem Papier sieht es so aus, als ob mein Leben wirklich sehr geradlinig verlaufen ist. 00:05:18.801 --> 00:05:24.700 Ich bin in die Grundschule gegangen, dann bin ich aufs Gymnasium gegangen, dann habe ich mein Abitur gemacht, dann habe ich dreieinhalb Monate in der Pharmaindustrie gearbeitet, 00:05:24.701 --> 00:05:33.600 dann habe ich Chemie, also Molecular Science studiert, Master in Molecular Life Science mit Hauptfach Arzneimittelentwicklung. 00:05:33.601 --> 00:05:48.300 Dreieinhalb Jahre Doktorarbeit, Postdocs im In- und Ausland, Cambridge, Oxford, Gruppenleiter vor zwei Jahren und jetzt bin ich Nachwuchsgruppenleiterin an der Universität Hamburg. 00:05:48.301 --> 00:05:53.200 Und hoffe, vielleicht mir den Traum noch zu erfüllen, Professorin zu werden. 00:05:53.201 --> 00:05:56.400 Studium hat angefangen, wenn ich es richtig sehe, in Erlangen. 00:05:56.401 --> 00:05:57.300 Mhm /bejahend/ 00:05:57.301 --> 00:06:02.200 So Molecular Science, also inwiefern was? 00:06:02.201 --> 00:06:05.000 Es ist Chemie mit abgefeilten Seriennummern. 00:06:05.001 --> 00:06:05.100 /lacht/ Was heißt das? 00:06:05.101 --> 00:06:10.900 Es ist Chemie. Naja es ist Chemie und du hast halt noch Biochemie gehört. 00:06:10.901 --> 00:06:18.600 Also es ist wirklich, wir waren einer der wenigen Masterstudiengänge, das war noch bevor alles Masterstudiengang war 00:06:18.601 --> 00:06:28.000 und die Uni Erlangen hat diesen neuen Studiengang eingeführt, der, je nachdem in welche Richtung man sich fokussiert hat, entweder Nano Science oder Life Sciences gegangen ist, 00:06:28.001 --> 00:06:31.400 aber das gesamte Grundstudium war ausgerichtet nach dem Chemikergrundstudium. 00:06:31.401 --> 00:06:37.300 Und warum ich das weiß, weil mein Ehemann Chemie studiert hat auf Diplom gleichzeitig. 00:06:37.301 --> 00:06:41.700 Und wir haben viele Vorlesungen gleich gehabt. 00:06:41.701 --> 00:06:53.500 Und ja da habe ich mich schon ganz früh im dritten Semester habe ich mich verliebt in ein Thema namens Kristallographie, von dem die meisten Menschen halt überhaupt gar nicht wissen, dass es überhaupt existiert. 00:06:53.501 --> 00:07:04.400 Kristallographie ist die Hauptmöglichkeit für uns, die dreidimensionale Struktur von Molekülen zu begreifen. 00:07:04.401 --> 00:07:10.800 Also Moleküle, so wie man das halt irgendwie sich aus dem Fernsehen vorstellt, also Bälle mit Stäben dazwischen, 00:07:10.801 --> 00:07:18.600 keine Ahnung, Zucker, DNA, Diamanten, Kristallgitter. 00:07:18.601 --> 00:07:27.200 Man beschießt einen Kristall mit Röntgenstrahlen und wie wenn man einen Kristall ins Sonnenlicht hält gibt es Reflexe. 00:07:27.201 --> 00:07:35.100 Röntgenstrahlung ist ja nichts anderes als sehr kurzwelliges Licht und das mit den Reflexen, das ist Diffraktion, ist ein bisschen anders, aber man kann sich das so vorstellen. 00:07:35.101 --> 00:07:40.000 Und dann nimmt man diese Reflexe auf, weil angucken ist bei Röntgenstrahlen so ein bisschen blöd. 00:07:40.001 --> 00:07:41.700 Also klemmt man ein Foto dahinter. 00:07:41.701 --> 00:07:50.400 Früher, als ich studiert habe, waren das CCDs, heute sind es Pixel Area Detectors, aber man macht eine Aufnahme von den Reflexen. 00:07:50.401 --> 00:08:00.900 Und aus den Reflexen kann man zurückrechnen auf die Lage von jedem einzelnen Atom in dem Kristallgitter und dadurch natürlich auch auf die Struktur der Moleküle, aus denen der Kristall besteht. 00:08:00.901 --> 00:08:07.600 Wenn es zum Beispiel ein Zuckerkristall ist, kann man damit die Struktur von Zuckermolekülen bekommen. 00:08:07.601 --> 00:08:15.000 Und das habe ich schon im dritten Semester das erste Mal gehört und ich habe mich sofort in dieses Feld verliebt und das war eher ungewöhnlich. 00:08:15.001 --> 00:08:22.400 Also es ist total ungewöhnlich, dass man im dritten Semester schon irgendwie weiß was man machen möchte und hat dazu geführt, dass ich ganz viele Vorlesungen geschwänzt habe. 00:08:22.401 --> 00:08:30.000 Meine Bachelornoten waren auch nicht so toll, weil ich halt irgendwie von meinen Pflichtklausuren die meisten Vorlesungen irgendwie halt nur so halbherzig gehört habe 00:08:30.001 --> 00:08:34.500 und stattdessen für mich wäre ein Studium universale auch ganz gut gewesen, glaube ich manchmal. 00:08:34.501 --> 00:08:43.700 Also ich habe komplexe Systeme in der Physik gehört und der Mythos Salome in der Jugendstilliteratur und Tandemübersetzung in Japanisch gemacht. 00:08:43.701 --> 00:08:50.800 Und ich muss also dutzende von ECTS Credits gesammelt haben, die überhaupt gar nichts mit Molecular Life Sciences zu tun hatten. 00:08:50.801 --> 00:09:01.600 Und von da habe ich erst mal ein paar Strukturen von kleinen Molekülen gelöst, von sogenannten metallorganischen Komplexen in der Bachelorarbeit. 00:09:01.601 --> 00:09:11.200 Und dann, ich war auch furchtbar fasziniert von Arzneimitteln und von Physiologie und davon wie Zellen funktionieren, wie Leben funktioniert. 00:09:11.201 --> 00:09:20.500 Woher weiß die Pflanze, dass sie braun werden muss, damit der Pilz sie nicht frisst, wie vererben sich Dinge? 00:09:20.501 --> 00:09:24.000 Wie funktioniert das alles auf einer molekularen Basis? 00:09:24.001 --> 00:09:33.700 Und dann hat mir jemand gesagt, weißt du Andrea, man kann nicht nur so normale chemische Moleküle mit Kristallographie lösen, es gibt da so einen Lehrstuhl 00:09:33.701 --> 00:09:39.300 und da lösen die Biomoleküle, Proteine, RNA und DNA mit Kristallographie. 00:09:39.301 --> 00:09:45.300 Und ich war so, was, wie kristallisiert man Eiweiß? 00:09:45.301 --> 00:09:56.200 Also ich weiß nicht, wie das für Laien so ist, aber die Vorstellung, dass man so ein großes Molekül kristallisieren kann, war für mich, das ist ja Schleim. 00:09:56.201 --> 00:10:01.300 Wo wir jetzt so langsam eintauchen ist das, was du eigentlich jetzt im Wesentlichen machst. 00:10:01.301 --> 00:10:11.100 Also diese Spezialisierung, korrigiere mich, aber man spricht jetzt von Strukturbiologie, kann man das unter diesem Begriff zusammenfassen? 00:10:11.101 --> 00:10:11.500 Ja, genau. 00:10:11.501 --> 00:10:18.400 Also das ist sozusagen so eine Spezialisierung, auch wenn du jetzt von der Chemie kommst sozusagen, über die Moleküle ist ja… 00:10:18.401 --> 00:10:20.300 Moleküle sind Chemie. 00:10:20.301 --> 00:10:29.700 Moleküle sind Chemie und irgendwie ist das auch alles viel Physik, also man kommt sozusagen sehr von diesem grundlegenden Verständnis von, okay, alles klar, da sind irgendwie so Atome, 00:10:29.701 --> 00:10:35.500 die falten sich irgendwie zusammen, dann hat man irgendwie Moleküle und dann wird es ja irgendwie immer spezieller. 00:10:35.501 --> 00:10:44.800 Und wenn es in diese Biologie reinkommt, spielen halt vor allem Proteine eine große Rolle, weil die halt so diese Universalwerker in unserem Körper sind 00:10:44.801 --> 00:10:53.400 oder im Körper eines jeden Lebewesens, deren Verständnis dann sozusagen noch mal so eine Metaabstraktion oben drauf erfordert. 00:10:53.401 --> 00:11:03.500 Und das alles sichtbar zu machen und zu verstehen, ist dann dementsprechend auch komplex, aber diese ganzen Visualisierungsmethoden , glaube ich, es ja auch noch gar nicht so lange, 00:11:03.501 --> 00:11:10.400 also wann sind diese ganzen Technologien, die du jetzt angesprochen hast, tatsächlich so wirklich in breite Anwendung gekommen? 00:11:10.401 --> 00:11:16.300 Also die erste Kristallstruktur eines Proteins wurde in den 50ern gelöst. 00:11:16.301 --> 00:11:29.000 Also in den 50ern hatten wir das erste experimentell bestimmte Modell und am Computer visualisieren wir sicherlich lange schon bevor ich Studentin war. 00:11:29.001 --> 00:11:38.000 Modelle hat man schon vorher gebaut, also die ersten Modelle von großen Makromolekülen waren sicherlich schon 40er, 50er, 60er. 00:11:38.001 --> 00:11:51.200 Die Kristallographie ist die Großmutter in der Strukturbiologie und tatsächlich ohne die Strukturbiologie hätte es die Molekularbiologie, die Genetik, die Virologie nicht gegeben wie wir sie heute kennen. 00:11:51.201 --> 00:11:59.900 Also es ist tatsächlich ein sehr altes Feld und es gab in dem Bereich der Strukturbiologie, lass mich nicht lügen, aber sicherlich über 40 Nobelpreise. 00:11:59.901 --> 00:12:10.000 Nur alle diese Nobelpreise sind natürlich Nobelpreise für Medizin oder für Chemie, das sind Nobelpreise, wo jemand rausgefunden hat, wie etwas funktioniert und dafür werden sie bekannt. 00:12:10.001 --> 00:12:14.800 Dass die Kristallographie die Methode war, wissen die meisten Leute nicht. 00:12:14.801 --> 00:12:24.200 Und Chemiestudenten halten Kristallographie für ein sehr mathematisches und wie du gesagt hast abstraktes Feld, das so ein bisschen in der Nähe der Physik ist. 00:12:24.201 --> 00:12:31.600 Und einmal auf einer Party von der Fachschaft hat mir mal jemand gesagt, und was machst du für deine Masterarbeit? 00:12:31.601 --> 00:12:36.700 Und ich war so, Kristallographie und er war so, so hässlich bist du doch gar nicht. 00:12:36.701 --> 00:12:39.200 /lacht/ 00:12:39.201 --> 00:12:41.600 Ich meine, ich weiß auch nicht was man dazu sagen soll, aber … 00:12:41.601 --> 00:12:47.000 Ist sozusagen der Mythos des Vollnerds, der sich sozusagen im Keller einsperrt und sich nur noch mit Molekülen beschäftigt. 00:12:47.001 --> 00:12:56.900 Genau, ja und ich meine, es ist schon am Anfang mathematisch, man darf überhaupt keine Angst haben, keine Angst vor Physik, keine Angst vor Mathe, keine Angst vor Grafikprogrammen, 00:12:56.901 --> 00:13:02.700 keine Angst vor Rendering, keine Angst vor dem Labor. 00:13:02.701 --> 00:13:12.100 Es ist schon ein ziemlich ambitioniertes Gebiet, um drin zu arbeiten, aber das war genau das, was ich daran geliebt habe, die Tatsache, dass ich halt nicht nur eine Sache mache, 00:13:12.101 --> 00:13:22.900 sondern dass ich in der Lage sein muss, die Röntgenmaschine zu reparieren und im nächsten Moment in der Lage sein muss zu erklären, wie das mit den Zellmembranen richtig funktioniert. 00:13:22.901 --> 00:13:30.900 Und damit bist du dann beim Institut für Nanostrukturen und Festkörperphysik gelandet an der Universität Hamburg, wenn ich das richtig sehe? 00:13:30.901 --> 00:13:36.000 Ja, aber du kannst so ein bisschen sehen, wie interdisziplinär wir sind, wenn du drüber nachdenkst, wo ich schon überall gearbeitet habe. 00:13:36.001 --> 00:13:44.400 Ja, ich meine, das ist ja eh klar, weil das ist ja hier sozusagen auch, sagen wir mal, so eine Technologie, wenn ich das richtig sehe, oder Technologie ist nicht die richtige Bezeichnung, 00:13:44.401 --> 00:13:53.900 eine Wissenschaft, also ein Betrachtungsbereich, der ja trotz seiner Komplexität noch sehr grundlegend ist. 00:13:53.901 --> 00:13:59.800 Man forscht ja sozusagen an den ureigenen Mechanismen der Biologie. 00:13:59.801 --> 00:14:03.600 Ja und ohne die Molekülstrukturen gäbe es halt viele andere Sachen nicht. 00:14:03.601 --> 00:14:12.900 Also die strukturelle Bioinformatik zum Beispiel, die brauchen einfach, die müssen erst wissen, wie das Molekül aussieht, bevor sie berechnen können, wie es sich bewegt 00:14:12.901 --> 00:14:17.500 und wie es dann wirklich als Arbeitstiere in unserem Körper Dinge tut zum Beispiel. 00:14:17.501 --> 00:14:26.700 Die Pharmazeuten benutzen die Molekülstrukturen, um Arzneimittel zu finden, die genau zu diesen Molekülstrukturen passen, wie so ein Schlüssel in ein Schloss. 00:14:26.701 --> 00:14:30.500 Die Molekülstrukturen bilden oft die Grundlage für die Erkenntnis. 00:14:30.501 --> 00:14:43.900 Man muss aber auch sagen, dass heutzutage Molekülstrukturen nicht mehr nur mit Kristallographie bestimmt werden, sondern zum Beispiel auch mit Nuklearmagnetresonanz oder mit Elektronenmikroskopie. 00:14:43.901 --> 00:14:54.100 Das heißt, in dem Bereich tut sich auch eine Menge, auch technologisch, es geht da sozusagen relativ schnell voran, der Informationsgewinn beschleunigt sich? 00:14:54.101 --> 00:14:54.900 Auf alle Fälle. 00:14:54.901 --> 00:15:02.600 Also ich habe heute früh mal geguckt und wir haben heute ungefähr 180.000 bestimmte Strukturen. 00:15:02.601 --> 00:15:06.700 Und ich meine, als ich Studentin war waren es noch unter 40.000. 00:15:06.701 --> 00:15:17.400 Also das Wissen wächst rapide und oh es sind einfach aufregende Zeiten, um in diesem Gebiet zu forschen. 00:15:17.401 --> 00:15:23.500 Damit kommen wir dann sozusagen jetzt auch so zu der aktuellen Zeit, ich wollte es nur noch mal klar verorten. 00:15:23.501 --> 00:15:36.700 Also es gibt halt dieses Institut und bis dahin, also bis vor einem Jahr, bevor die Pandemie, die SARS-CoV-2-Pandemie begonnen hat, hast du dich vielleicht nicht primär mit Viren beschäftigt oder? 00:15:36.701 --> 00:15:47.700 Nein, also ich selber habe mich vor dem 28. Januar 2020 eigentlich relativ wenig mit Viren beschäftigt. 00:15:47.701 --> 00:15:56.300 Ich hatte in Oxford in einer Gruppe gearbeitet bei Dave Stewart, wo man sich mit Viren beschäftigt hat, aber ich bin Methodenentwicklerin. 00:15:56.301 --> 00:15:58.800 Hat man ja vielleicht auch gerade gemerkt, ich rede viel über Methoden. 00:15:58.801 --> 00:16:04.100 Ich bin eigentlich diejenige, die es anderen Forschern ermöglicht, ihre Strukturen zu lösen. 00:16:04.101 --> 00:16:10.200 Und klar, dafür muss ich die Biologie, die die benutzen, schon auch verstehen, aber ich bin eigentlich diejenige, die es möglich macht 00:16:10.201 --> 00:16:20.400 und ganz selten diejenige, die irgendwie im Scheinwerferlicht steht und die tolle neue biologische Erkenntnis gemacht hat. 00:16:20.401 --> 00:16:28.300 Und es gibt keinen Nobelpreis in Strukturbiologie, bei dem nicht auf ein paar Methodenentwickler beteiligt gewesen sind, die neue Methoden gefunden haben, 00:16:28.301 --> 00:16:33.000 mit denen es dann möglich war, diese Strukturen zu bestimmen. 00:16:33.001 --> 00:16:35.600 Aber wir sind wirklich nicht die Leute, die im Rampenlicht stehen. 00:16:35.601 --> 00:16:44.100 Ja, man kann es, glaube ich, so ein bisschen mit den Mathematikern vergleichen, die kriegen ja auch keinen Nobelpreis, aber es sind eben oft die mathematischen Methoden, 00:16:44.101 --> 00:16:52.400 die überhaupt erst mal von irgendjemandem ersonnen, erdacht und bewiesen werden müssen, die dann bestimmte andere wissenschaftliche Durchbrüche überhaupt erst ermöglicht. 00:16:52.401 --> 00:17:02.700 Also ich glaube, auch Newton hätte ohne die entsprechende mathematische Vorarbeit anderer nicht gleich da ansetzen können, wo er letzten Endes so brilliert ist. 00:17:02.701 --> 00:17:04.300 Ja genau. 00:17:04.301 --> 00:17:10.300 Gut, dann steigen wir doch mal so ein bisschen vor einem Jahr ein. 00:17:10.301 --> 00:17:22.100 Also es machte ja dann auch schnell die Runde Ende des Jahres 2019, als dann eben so die ersten Meldungen kam, da gibt es irgendwie so eine komische Krankheit in China und nichts genaues weiß man nicht 00:17:22.101 --> 00:17:35.200 und dann überschlugen sich ja ein wenig die Nachrichten und ich habe so den Eindruck, die Wissenschaft selber wusste dann Anfang des Jahres relativ schnell, dass da was sich zusammenbraut. 00:17:35.201 --> 00:17:42.100 Ende Januar gab es ein Seminar bei uns im Institut und ich war noch in Würzburg in der Medizin. 00:17:42.101 --> 00:17:47.700 Und wir waren im selben Gebäude wie das Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung. 00:17:47.701 --> 00:17:56.300 Und das Ding hieß, PI, Coffee and Cake, wo alle Gruppenleiter zusammenkommen und man hat 15 Minuten Zeit, den Kollegen zu erzählen was man so macht. 00:17:56.301 --> 00:18:02.000 Und jetzt stand ich da und ich wusste, der Raum wird halbvoll mit Infektionsbiologen sein, denen ich sehr wenig … 00:18:02.001 --> 00:18:05.600 also die wollen sicher nichts über Röntgengeräte hören. 00:18:05.601 --> 00:18:06.600 Was erzähle ich denen? 00:18:06.601 --> 00:18:10.800 Wie soll ich denen klarmachen, dass unsere Software und unsere Methoden cool sind? 00:18:10.801 --> 00:18:13.800 Und dann habe ich gedacht, warte mal, in China gibt es doch gerade diese Epidemie. 00:18:13.801 --> 00:18:23.000 Du schaust dir jetzt die Strukturen an, die als Grundlage für die ganzen Projektionen über die Epidemie dienen, an der jetzt Leute irgendwie versuchen Arzneimittel zu finden. 00:18:23.001 --> 00:18:29.900 Und du guckst mal, ob du rausfinden kannst, was so die Probleme mit denen sind, ob die Probleme haben überhaupt. 00:18:29.901 --> 00:18:38.300 Und stellt sich raus, fünf Strukturen habe ich angeguckt und drei hatten also ziemlich massive Probleme und ich konnte mit meiner Software, die halt noch relativ neu ist, zeigen, 00:18:38.301 --> 00:18:43.900 dass man diese Strukturen leicht verbessern könnte, wenn man sie mit heutigen Methoden noch mal bearbeiten würde. 00:18:43.901 --> 00:18:48.000 Was heißt das, Strukturen verbessern und es gibt da Probleme? 00:18:48.001 --> 00:18:51.900 Also wer hat jetzt hier womit Probleme? 00:18:51.901 --> 00:18:55.600 Was genau hast du dir da angeschaut und wo gibt es da Probleme? 00:18:55.601 --> 00:19:01.200 Also diese Röntgenreflexe, die wir messen, und das ist bei Elektronenmikroskopie oder NMR nicht anders, das sind Daten. 00:19:01.201 --> 00:19:06.700 Und diese Daten führen aber nicht direkt zu der Molekülstruktur, zu dem tollen 3D-Modell, das man haben will. 00:19:06.701 --> 00:19:14.600 Sondern man muss das Modell bauen am Computer und schauen, ob man dann mit diesem Modell die Daten reproduzieren könnte. 00:19:14.601 --> 00:19:18.500 Also das Modell ist quasi eine Interpretation, wenn du so willst. 00:19:18.501 --> 00:19:20.800 Aber was hast du dir denn überhaupt angeschaut genau? 00:19:20.801 --> 00:19:24.100 Ja, ich habe mir die Modelle angeguckt und die Daten. 00:19:24.101 --> 00:19:26.600 Die Modelle, also ein Virus lag jetzt nicht vor? 00:19:26.601 --> 00:19:27.400 Also es ist jetzt nicht so, dass … 00:19:27.401 --> 00:19:34.400 Nein, ein Virus lag nicht vor, aber in der sogenannten Proteindatenbank, das ist eine weltweite und öffentliche Datenbank, 00:19:34.401 --> 00:19:43.300 konnte man halt die SARS-Strukturen einsehen und konnte auch zum großen Teil die Daten sehen, auf denen diese Strukturen basiert sind. 00:19:43.301 --> 00:19:50.900 Und wenn man die überprüft, hat man halt gesehen, dass die Modelle durchaus besser an die Daten angepasst werden können mit heutigen Methoden 00:19:50.901 --> 00:19:56.300 und dass auch ein paar Fehler passiert waren bei der Interpretation. 00:19:56.301 --> 00:19:59.900 Macht das Sinn? 00:19:59.901 --> 00:20:01.600 Naja, ich versuche es nur kurz nachzuvollziehen was jetzt eigentlich passiert ist. 00:20:01.601 --> 00:20:05.700 Also die Sequenzierung des Virus ist ja noch in Wuhan vorgenommen worden und wurde Anfang … 00:20:05.701 --> 00:20:07.400 Ja, die Sequenz gab es schon. 00:20:07.401 --> 00:20:16.700 … Anfang des Jahres dann veröffentlicht, das führte ja auch relativ schnell schon zur ersten Formulierung des Moderna Impfstoffs. 00:20:16.701 --> 00:20:20.200 Also da war man irgendwie schon eine Woche danach am Start. 00:20:20.201 --> 00:20:26.600 Genau, aber die Sequenz war vor allem super ähnlich zu SARS. 00:20:26.601 --> 00:20:27.700 Zu dem SARS-1-Virus. 00:20:27.701 --> 00:20:32.300 Genau und SARS war ja schon zehn Jahre alt. 00:20:32.301 --> 00:20:40.900 Und das Genom, diese Sequenzen kodieren für Proteine, für große Moleküle, die es dem Virus erlauben, die Wirtszelle zu übernehmen. 00:20:40.901 --> 00:20:46.200 Zum Beispiel eins ist der Stachel auf der Oberfläche, die es erlaubt, an die Wirtszelle zu binden. 00:20:46.201 --> 00:20:55.000 Und eins ist die Kopiermaschine für die RNA, um mehr RNA für mehr Viren zu produzieren und so weiter. 00:20:55.001 --> 00:21:04.500 Und diese Molekülstrukturen waren für SARS schon bekannt und man wusste auch, dass ihre Sequenz sehr ähnlich ist mit der von dem neuen Virus. 00:21:04.501 --> 00:21:08.300 Und dann kann man so etwas machen, das heißt Homologiemodellierung. 00:21:08.301 --> 00:21:20.000 Man nimmt das Modell von der ähnlichen Struktur und kombiniert es mit der neuen Sequenz und weiß dann, welche Bereiche gleich bzw. anders sein sollten. 00:21:20.001 --> 00:21:26.900 Und das heißt, dass diese SARS-Molekülstrukturen gerade am Anfang der Pandemie, Januar/Februar, enorm wichtig waren, 00:21:26.901 --> 00:21:33.600 weil sie uns verraten konnten, wie die SARS-Strukturen aussehen, solange wir die noch nicht gelöst hatten. 00:21:33.601 --> 00:21:42.700 Aber da für war es halt wichtig, dass diese Strukturen so richtig, so korrekt wie möglich sind, dass sie die bestmögliche Interpretation der Messdaten darstellen. 00:21:42.701 --> 00:21:51.700 Und das war nicht unbedingt der Fall, weil diese Strukturen einfach mit veralteten Methoden gelöst worden waren und weil Fehler einfach in der Strukturbiologie sehr leicht passieren. 00:21:51.701 --> 00:21:54.600 Also es gibt fast keine Struktur ohne Fehler. 00:21:54.601 --> 00:22:04.000 Und wir sind Spezialisten darin, Fehler zu finden, das ist Teil unseres Jobs als Methodenentwickler, weil wir die Methoden verbessern müssen, da müssen wir wissen, wo die Fehler passieren. 00:22:04.001 --> 00:22:14.000 Zu dem jetzigen Zeitpunkt, wir nehmen jetzt hier Ende März 2021 diese Sendung auf, mittlerweile haben wir irgendwie alle so ein eingeprägtes Bild davon was man so weiß. 00:22:14.001 --> 00:22:22.600 Man weiß in etwa wie das Virus aussieht, es gibt da auch Aufnahmen, es gibt Modellierungen, alles mögliche, da kommen wir auch gleich noch mal zu, denke ich. 00:22:22.601 --> 00:22:31.400 Aber so zu Beginn hat man das Virus eigentlich nur so auf einer genetischen Ebene erst mal feststellen können. 00:22:31.401 --> 00:22:38.400 Es wurde irgendwie isoliert, man konnte es wahrscheinlich in irgendeiner Form auch sehen, vermute ich, damit man es erst mal lokalisieren kann. 00:22:38.401 --> 00:22:47.800 Ich wollte gerade sagen, also die ersten elektronenmikroskopischen Aufnahmen vom Virus waren sehr früh und du musst mal dran denken, das CDC-Bild, dieses grau-rote Virusmodell, 00:22:47.801 --> 00:22:48.800 Ja. 00:22:48.801 --> 00:22:50.700 das war ja auch schon ganz früh. 00:22:50.701 --> 00:22:52.800 Ich weiß nicht ganz genau, wann das aufkam. 00:22:52.801 --> 00:22:55.000 Also es kam früh, aber … 00:22:55.001 --> 00:22:56.000 Ich meine Februar. 00:22:56.001 --> 00:22:58.100 Okay, ja, gut. 00:22:58.101 --> 00:22:58.500 Aber das war auch ganz früh. 00:22:58.501 --> 00:23:08.700 Und das war, weil wir halt wussten wie das SARS-Virus aussieht und man leicht annehmen konnte, das neue Virus wird schon auch so aussehen, wenn das so eine hohe Sequenzhomologie hatte. 00:23:08.701 --> 00:23:11.000 Okay, aber das war erst mal eine Annahme? 00:23:11.001 --> 00:23:12.600 Ja. 00:23:12.601 --> 00:23:13.700 Okay. 00:23:13.701 --> 00:23:17.600 Aber es war schon eine, wo man sich relativ sicher sein konnte. 00:23:17.601 --> 00:23:27.800 Also tatsächlich haben wir dann später gezeigt, dass das Ding von der CDC halt doch ein bisschen anders war, aber es war schon eine ganz gute Annahme für die Zeit. 00:23:27.801 --> 00:23:38.500 Und eben zu diesem frühen Stadium im Januar/Februar hat fast alle Forschung, die mit Molekülstrukturen zu tun hatte, auf den SARS-Strukturen und den neuen Sequenzen basiert. 00:23:38.501 --> 00:23:51.500 Es gab noch kaum Strukturen vom neuen Virus, die allerersten kamen im Februar und wir als Task Force haben uns am 18. März zusammengeschlossen, 00:23:51.501 --> 00:23:57.800 das ist unser Gründungsdatum, also ein Jahr und eine Woche sind wir jetzt alt und dann ging es richtig los. 00:23:57.801 --> 00:24:05.300 Dann kamen plötzlich mehr Strukturen aus, was dann SARS-Corona-Virus-2 hieß. 00:24:05.301 --> 00:24:10.400 Okay, nur dass ich jetzt noch mal verstehe, was das eigentlich bedeutet, sozusagen die Strukturen zu verstehen. 00:24:10.401 --> 00:24:14.900 Also man hat das Ding gefunden, man wusste, okay, alles klar, wir haben es jetzt mit einem Virus zu tun, 00:24:14.901 --> 00:24:23.200 dann wurde das Ding auch sequenziert, der genetische Code war irgendwie bekannt und die Impfstoffhersteller waren schon irgendwie unterwegs, 00:24:23.201 --> 00:24:28.500 da sich was feines draus zu basteln, aber es geht ja jetzt sozusagen nicht nur um die Impfstoffe, sondern es ging ja generell darum, 00:24:28.501 --> 00:24:32.400 erst mal ein Bild davon zu bekommen, womit haben wir es hier eigentlich zu tun. 00:24:32.401 --> 00:24:39.800 Man weiß, man hat irgendwie so generell erst mal so ein Problem, aber es ging ja nicht nur um Impfstoffe, sondern es ging ja auch um die Fragestellung, was macht es mit dem Körper überhaupt, 00:24:39.801 --> 00:24:49.500 was gibt es vielleicht schon an existierenden oder noch zu entwickelnden Arzneimitteln, die in irgendeiner Form gegen die eigentliche Krankheit COVID was tun können. 00:24:49.501 --> 00:24:51.700 Also dieses generelle Verständnis. 00:24:51.701 --> 00:25:01.100 Was genau muss man denn oder sollte man denn im Idealfall alles verstanden haben und an welcher Stelle greift da jetzt diese Strukturbiologie ein? 00:25:01.101 --> 00:25:11.700 Also ich glaube, das frühe Verständnis war ganz viel, das sind die Krankheitssymptome, so schnell scheint es sich zu verbreiten, also epidemiologische Daten. 00:25:11.701 --> 00:25:15.700 Die Molekülstrukturen zu verstehen ist wichtig aus zwei Gründen. 00:25:15.701 --> 00:25:28.400 Zum einen, wenn man die Molekülstrukturen, für die das Genom kodiert, also diese RNA von dem Virus die übersetzt sich in insgesamt 28 große Proteinmoleküle. 00:25:28.401 --> 00:25:36.700 Und wenn man weiß wie die aussehen, dann kann man verstehen mit diesem Aussehen wie sie funktionieren, wie sie zum Beispiel eine Kopie von der RNA machen, 00:25:36.701 --> 00:25:44.200 wie sie an die Wirtszelle binden, wie sie Proteine zerschneiden, wie sie das Immunsystem manipulieren, 00:25:44.201 --> 00:25:46.100 aber dafür muss man erst die Struktur kennen. 00:25:46.101 --> 00:25:53.900 Das heißt, um den Lebenszyklus des Virus zu verstehen, um zu verstehen wie er die Zelle umbaut, sind diese Strukturen zum einen wichtig. 00:25:53.901 --> 00:26:05.600 Und das andere ist, 28 Proteine sind nicht sehr viel und mit diesen 28 Proteinen gelingt es dem Virus, die menschliche Zelle zu übernehmen und in eine Virusfabrik umzubauen. 00:26:05.601 --> 00:26:16.000 Es steht anzunehmen, dass wenn man eines der 28 an seiner Funktion hindern kann, dass man einen möglichen Arzneistoff gefunden hat. 00:26:16.001 --> 00:26:27.800 Also zum Beispiel, wenn der Stachel nicht mehr binden kann oder wenn nicht mehr RNA hergestellt werden kann, weil man die sogenannte RNA-Polymerase, die Kopiermaschine verstopft hat, 00:26:27.801 --> 00:26:30.200 dann kann man eine Infektion hindern. 00:26:30.201 --> 00:26:37.400 Also die erste passiert noch, aber es können dann nicht mehr Viren produziert werden zum Beispiel. 00:26:37.401 --> 00:26:43.000 Und diese Stoffe, die etwas hindern die nennt man Inhibitoren, Hemmstoffe. 00:26:43.001 --> 00:26:50.500 Und Inhibitoren kann man entwickeln, indem man die Struktur von dem Protein, das man an der Funktion hindern will, genau anguckt und sich überlegt, 00:26:50.501 --> 00:27:00.500 okay, was bindet da jetzt an einer Stelle, wo die mechanistische des Proteins so stark eingeschränkt wird, dass es kaputt ist, dass es seine Funktion nicht mehr erfüllt? 00:27:00.501 --> 00:27:08.800 Und zum Beispiel Remdesivir, das war die Überlegung dahinter, das ist genau so was. 00:27:08.801 --> 00:27:19.900 Das Remdesivir verhält sich, als ob es ein Baustein für neue RNA wäre, wird von der RNA-Polymerase, der Kopiermaschine eingebaut in den neuen RNA-Strang für neue Viren 00:27:19.901 --> 00:27:26.200 und verstopft aber nach drei mehr Bausteinen die RNA-Polymerase und die ist dann gehemmt. 00:27:26.201 --> 00:27:37.100 Leider hat sich bei Corona-Virus herausgestellt, dass die Kopiermaschine so toll ist, dass sie zurückspulen, das Remdesivir wieder rauskicken kann und dann weitermachen als ob nichts passiert wäre, 00:27:37.101 --> 00:27:38.500 aber das hat man damals alles noch nicht gewusst. 00:27:38.501 --> 00:27:41.200 Das ist dieser eingebaute Korrekturmechanismus. 00:27:41.201 --> 00:27:42.400 Genau. 00:27:42.401 --> 00:27:46.700 Ich will an der Stelle mal ganz langsam voranschreiten, weil ich glaube, das ist auch nicht unbedingt allen Leuten so bewusst 00:27:46.701 --> 00:27:56.400 und ich muss auch selber mal sicherstellen, ob ich es richtig verstanden habe, aber diese 28 Proteine von denen du gesprochen hast, die sind sozusagen das Virus? 00:27:56.401 --> 00:27:56.700 Die sind das Virus. 00:27:56.701 --> 00:28:07.000 Das Virus ist nicht nur dieses runde stachelige Ding, das runde stachelige Ding hat bloß vier von den Proteinen, aber in seinem Inneren hat es dieses Erbgut, das RNA-Erbgut. 00:28:07.001 --> 00:28:13.900 Und dieses Genom macht noch 24 andere Proteine, sobald es in der Wirtszelle ist. 00:28:13.901 --> 00:28:27.800 Also das Virion, sagt man, was wir im Allgemeinen umgangssprachlich als Virus bezeichnen, ist nur die Transportform, aber innerhalb der menschlichen Zelle oder der Zelle von was auch immer befallen ist, 00:28:27.801 --> 00:28:35.600 macht das Virus noch 24 andere Maschinen, deren Job es ist, die Wirtszelle zu übernehmen und neue Viren zu produzieren. 00:28:35.601 --> 00:28:37.900 Ah okay. 00:28:37.901 --> 00:28:46.500 Das heißt, am Anfang in dem Moment, wo das Virus in uns eintritt, greifen erst mal nur im Wesentlichen vier Proteine, das sind sozusagen die, die funktionieren? 00:28:46.501 --> 00:28:51.500 Es gibt vier Proteine, genau, eins davon ist der Stachel, der imminent wichtig ist fürs Binden. 00:28:51.501 --> 00:28:54.100 Das Spike. 00:28:54.101 --> 00:28:55.000 Genau, das Spike-Protein. 00:28:55.001 --> 00:29:04.700 Und im Inneren des Virus ist noch ein fünftes Makromolekül, nämlich die RNA selber, das Genom und das wird eingeschleust in die menschliche Zelle. 00:29:04.701 --> 00:29:15.600 Und wenn das funktioniert hat, dann wird das quasi alles ausgeschieden und die Maschine fängt an zu arbeiten und produziert dann eben diese anderen 24 Proteine? 00:29:15.601 --> 00:29:23.500 Genau, eins von den vieren, die ursprünglich dabei sind, ist das sogenannte Nukleokapsid, das umhüllt die RNA noch mal als Schutzschicht. 00:29:23.501 --> 00:29:34.700 Die löst sich auf, dann wird die RNA frei in der Wirtszelle, dann kann die RNA abgelesen werden und die Proteine werden gebaut und dann gibt es so eine Kaskade von Verarbeitungsschritten, 00:29:34.701 --> 00:29:44.900 um alle Proteine fertig zu machen für den Betrieb und was als nächstes passiert ist, dass das Endoplasmatische Retikulum, das ist ein Teil der Zelle, bildet so eine Art Schaum, 00:29:44.901 --> 00:29:47.800 man nennt das Doppelmembran-Vesikel oder DMV. 00:29:47.801 --> 00:29:52.200 Und das ist ist ganz typisch für eine befallene Zelle bei Corona. 00:29:52.201 --> 00:29:59.500 Und in diesem Schaum bildet das Virus neue Kopien der RNA, relativ ungestört vom Immunsystem. 00:29:59.501 --> 00:30:07.400 Und wenn die fertig sind, dann macht das neue Stachel neues Nukleokapsid und so weiter und eine neue Membran und kann die dann ausschleusen. 00:30:07.401 --> 00:30:15.800 Und halt für ein Virus, das am Anfang reingekommen ist, produziert die Wirtszelle dann vielleicht 1000 neue Viren und das ist das Problem. 00:30:15.801 --> 00:30:25.400 Ist glaube ich etwas, was man sich wirklich mal klarmachen muss, dass sozusagen das Virus, das ist immer schnell gesagt in allen Berichten so, ja das dringt dann in die Zelle rein 00:30:25.401 --> 00:30:27.200 und da wird es dann halt irgendwie kopiert. 00:30:27.201 --> 00:30:39.000 Aber es wird ja sozusagen nicht komplett betrachtet und die Zelle stellt dann eigenständig eine vollständige Kopie her, sondern das Virus importiert quasi so eine eigene Unterfabrik, 00:30:39.001 --> 00:30:50.500 wo es dann innerhalb der Zelle mithilfe dessen was dort sonst noch alles am Start ist sich selbst produziert, um dann sich erst wieder weiter verbreiten zu können. 00:30:50.501 --> 00:31:01.800 Ja und das Immunsystem unterdrückt und wahrscheinlich auch dafür sorgt, dass andere Dinge in der Zelle nicht mehr gebaut werden können, sondern dass die Zelle wirklich alle ihre Energie darauf verwendet, neue Viren zu machen. 00:31:01.801 --> 00:31:15.900 Und man spricht zwar von Lebenszyklus, aber genau das ist auch der Grund, warum man eigentlich sagt, Viren sind keine Lebewesen, sie können sich nicht selber reproduzieren, sie brauchen eine Wirtszelle, um das zu tun. 00:31:15.901 --> 00:31:24.700 Man spricht ja oft im Impfstoffbereich von so Totimpfstoffen und so weiter und dann wird gesagt, ja das Virus ist inaktiviert oder ist halt tot so, das heißt aber nur, 00:31:24.701 --> 00:31:32.800 dass eine bestimmte Funktion ausgeschaltet wird, das ist ja nicht so, dass es selber in irgendeiner Form ein Leben führt, so wie wir das sozusagen eigentlich definieren. 00:31:32.801 --> 00:31:34.700 Nein, aber man sagt das halt so. 00:31:34.701 --> 00:31:35.600 Ja, man sagt das halt so, genau. 00:31:35.601 --> 00:31:42.500 Und ich glaube, das mit dem Totimpfstoff das kommt halt wirklich noch aus der Zeit, also das kommt eher von Bakterien. 00:31:42.501 --> 00:31:43.300 Ja. 00:31:43.301 --> 00:31:48.900 Ja, wenn man jetzt über, keine Ahnung, über Milzbrand oder so redet. 00:31:48.901 --> 00:31:58.200 Genau, wo dann die ersten Impfstoffe entwickelt wurden, wo es halt bakterielle Infektionen waren und wo dann mit getöteten, wirklich getöteten Bakterien gearbeitet wurde. 00:31:58.201 --> 00:31:59.800 Genau, und da kommt halt Totimpfstoff her. 00:31:59.801 --> 00:32:02.300 Genau, da kommt es her. 00:32:02.301 --> 00:32:09.400 So das heißt, wieviel von diesen 28 Proteinen hat man denn verstanden? 00:32:09.401 --> 00:32:16.800 Oder was weiß man denn sozusagen oder weiß man, was diese 28 tun? 00:32:16.801 --> 00:32:19.200 Also bei diesem Spike-Protein ist es ja klar. 00:32:19.201 --> 00:32:23.900 Ich wollte gerade sagen, du weißt schon, dass Verstehen ein dehnbarer Begriff ist in der Wissenschaft. 00:32:23.901 --> 00:32:24.200 Ich weiß. 00:32:24.201 --> 00:32:26.900 Nein, ich wollte mich von außen rantasten. 00:32:26.901 --> 00:32:33.900 Also kann man jetzt sagen, okay hier sind diese 28 Proteine und das macht das und das macht wahrscheinlich das und das macht wahrscheinlich das oder ist man sich noch nicht mal darüber im Klaren? 00:32:33.901 --> 00:32:39.500 Ja, also man ist sich nicht im Klaren, aber man weiß von einigen was sie tun und man weiß auch nicht … 00:32:39.501 --> 00:32:49.000 Also das Ding ist, ein Protein hat normalerweise, kann eine Aufgabe habe, aber viele Proteine haben mehr als eine Aufgabe. 00:32:49.001 --> 00:32:53.100 Und wenn man diese Aufgabe schon mal irgendwo anders beobachtet hat, findet man sie leichter. 00:32:53.101 --> 00:32:58.500 Experimentell bestimmt haben wir die Strukturen von 17. 00:32:58.501 --> 00:33:00.300 Zum Teil. 00:33:00.301 --> 00:33:01.400 Okay. 00:33:01.401 --> 00:33:09.700 Ich wäre sehr interessiert am Rest, falls irgendein Wissenschaftler da draußen ist, ich bin gerne bereit zu kollaborieren. 00:33:09.701 --> 00:33:09.800 Ja. 00:33:09.801 --> 00:33:21.500 Und manche Mechanismen, die wir für zentral halten, wie zum Beispiel das Kopieren der RNA oder das Binden des Stachels oder des Spike-Proteins, die sind recht gut verstanden, 00:33:21.501 --> 00:33:32.000 einfach weil sie sind wichtig für Impfstoffe, sie sind wichtig für die Entwicklung von Arzneimitteln, sie sind wichtig, um den Lebenszyklus des Virus zu verstehen. 00:33:32.001 --> 00:33:38.300 Und wir haben sie in dieser Form schon untersucht, lange bevor es COVID-19 und das neue Corona-Virus gab. 00:33:38.301 --> 00:33:43.600 Aber manche Dinge sind sehr unklar. 00:33:43.601 --> 00:33:52.300 Ganz viele Zusammenhänge mit dem Immunsystem sind zum Beispiel ungeklärt, weil natürlich es hier nicht nur um das eine Protein geht, das wir da angucken, 00:33:52.301 --> 00:34:02.400 sondern möglicherweise um seine Interaktion mit 30 anderen Proteinen, die wir ja auch alle kennen müssten und wissen müssten, das dieses Protein an die binden kann oder irgendwas mit denen tut. 00:34:02.401 --> 00:34:12.100 Und insofern kann ich ganz sicherlich viel mehr Fragen, die unbeantwortet sind, zum Virus und seinen Molekülen stellen als ich beantworten kann. 00:34:12.101 --> 00:34:15.700 Okay, aber das ist jetzt sozusagen die eigentliche Jagd, die ihr da aufgenommen habt? 00:34:15.701 --> 00:34:16.500 Ja. 00:34:16.501 --> 00:34:22.400 Oder sagen wir mal, für die du dich ja zunächst einmal entschieden hast. 00:34:22.401 --> 00:34:31.400 Kommen wir doch vielleicht noch mal kurz zu dieser eigentlichen Task Force, die du dann gegründet hast, was ist da geschehen? 00:34:31.401 --> 00:34:36.900 Ich hatte einen neuen Postdoc, der ist nach seiner Quarantäne tatsächlich über Moskau aus China gekommen und den habe ich gefragt, 00:34:36.901 --> 00:34:45.000 hey wollen wir drei Wochen lang oder so mal die Strukturen von SARS durchgucken, ich glaube, wir könnten da was beitragen gegen diese Epidemie. 00:34:45.001 --> 00:34:53.200 Und er war sofort Feuer und Flamme, weil er war ziemlich wütend, denn er hatte mehrere Wochen in Quarantäne verbracht. 00:34:53.201 --> 00:34:58.100 Und dann habe ich meine aktuellen Studenten gefragt und meinen HiWi und wir haben beschlossen, dass wir das tun wollen. 00:34:58.101 --> 00:35:03.300 Und dann habe ich unseren Kollaborationspartner am ESRF Gianluca Santoni gefragt. 00:35:03.301 --> 00:35:10.700 Das ESF ist ein Teilchenbeschleuniger, der Röntgenstrahlen produziert in Grenoble in Frankreich. 00:35:10.701 --> 00:35:20.300 Und er saß zu Hause im Lockdown mit den Kindern und fand, das war eine super Idee, jetzt mal so ein paar SARS-Strukturen anzuschauen und würde ja sicherlich auch nicht lange dauern. 00:35:20.301 --> 00:35:29.200 Und dann, ich glaube, noch in der gleichen Woche haben wir Tristan Croll rekrutiert, der ganz viel auf Twitter geschrieben hatte schon über diese Strukturen 00:35:29.201 --> 00:35:35.100 und den ich zufällig kannte aus meiner Zeit in Cambridge. 00:35:35.101 --> 00:35:43.300 Und naja aus drei Wochen wurde ein Monat und es kamen immer mehr Strukturen raus und aus einem Monat wurden zwei und dann drei. 00:35:43.301 --> 00:35:55.800 Und irgendwann im Juni habe ich eine Email gekriegt, in der stand in Großbuchstaben, COVID-19 no spam. 00:35:55.801 --> 00:35:56.500 /lacht/ 00:35:56.501 --> 00:36:03.500 Und der Absender war von der EU. 00:36:03.501 --> 00:36:10.100 Und dann war da eine Telefonnummer drin und wir haben mal so telefoniert und dann hat sich rausgestellt, das war ein Team, 00:36:10.101 --> 00:36:20.800 das eine Challenge machen wollte für die strukturbasierte Entwicklung eines Arzneistoffes gegen COVID-19 und sie sollten unsere Strukturen, die wir ja sofort… 00:36:20.801 --> 00:36:22.000 ach das habe ich noch vergessen zu sagen. 00:36:22.001 --> 00:36:28.700 Wir haben unsere Strukturen, nachdem wir sie analysiert haben, sofort in einer Datenbank online gestellt. 00:36:28.701 --> 00:36:39.000 Wir hatten schon in Woche drei eine Homepage und wir hatten vom ersten Tag an auf Github eine Datenbank von allen Strukturen und allen unseren Daten. 00:36:39.001 --> 00:36:41.400 Wir haben wirklich, wenn die Daten da waren, haben wir sie sofort online gestellt. 00:36:41.401 --> 00:36:45.800 In einem allgemeinen akzeptierten Format, was jeder kennt oder? 00:36:45.801 --> 00:36:54.600 Ja, in einem Dateiformat für Koordinaten, das das üblichste ist und dann ganz normal, also Github Repositories, wie die halt auch für die Programmierung benutzt werden. 00:36:54.601 --> 00:37:03.500 Und auf der Homepage haben wir so ein bisschen versucht zu erklären, wie die Datenbank aufgebaut ist, damit Leute einfacher Strukturen finden können. 00:37:03.501 --> 00:37:12.600 Na jedenfalls die EU wollte einen, wie ich verstanden habe, mehrere Millionen schweren Wettbewerb ausschreiben für die Entwicklung eines Arzneistoffes 00:37:12.601 --> 00:37:16.600 und sie wollten dafür den Leuten raten, unsere Strukturen zu verwenden. 00:37:16.601 --> 00:37:18.900 Weil es gar keine anderen gab? 00:37:18.901 --> 00:37:22.300 Nein, es gab die in der Proteindatenbank. 00:37:22.301 --> 00:37:23.500 Wir haben ja die Strukturen nicht alle gefunden. 00:37:23.501 --> 00:37:29.900 Wir haben die Strukturen genommen, die andere Leute gelöst hatten, die Modelle, die andere Leute gebaut hatten 00:37:29.901 --> 00:37:38.100 und wir haben sie durchgeguckt, ob sie richtig sind und wenn wir noch was finden konnten, wo wir noch ein bisschen mehr Informationen rausholen konnten oder einen Fehler korrigieren, haben wir es gemacht 00:37:38.101 --> 00:37:48.000 und die Daten zurück an die originalen Autoren geschickt und gesagt, wir haben eure Struktur ein bisschen besser gemacht, vielleicht nützt es ja was, viel Glück. 00:37:48.001 --> 00:37:49.600 Und wir haben diese Sachen halt auch alle online gestellt. 00:37:49.601 --> 00:37:57.100 Aber anscheinend haben sich Arzneimittelentwickler darauf verlegt, unsere Daten zu benutzen, weil die halt alle gecheckt waren. 00:37:57.101 --> 00:38:05.000 Aber die Proteindatenbank, in der alle Molekülstrukturen von biologischen Makromolekülen jemals hinterlegt sind, die gibt es 00:38:05.001 --> 00:38:14.100 und sie hat parallel mit uns auch eine Knowledgebase zu COVID-19 gehabt und wir haben immer viel mit denen geredet und unsere Daten haben auf deren Daten basiert. 00:38:14.101 --> 00:38:27.000 Aber es war halt auch zum Beispiel so, dass in den frühen Tagen Strukturen aus dem neuen Coronavirus zum Beispiel als Source Organism Homo Sapiens hatten zum Beispiel. 00:38:27.001 --> 00:38:34.200 Also die Strukturen sind zum Teil auf eine Art und Weise deponiert worden, dass es nicht so ganz einfach war, die zu finden und wir waren am Anfang die einzigen, 00:38:34.201 --> 00:38:44.700 die eine Sequenzanalyse haben laufen lassen, um zu sehen, ob die neuen Strukturen, die diese Woche rausgekommen sind, irgendwas enthalten, was Coronavirus ist. 00:38:44.701 --> 00:38:45.300 Und das heißt, wir hatten halt eine komplette Sammlung. 00:38:45.301 --> 00:38:51.600 Man hat bei uns gucken können und hat auf einen Schlag alle Strukturen vom Stachel auf SARS und SARS-CoV-2 finden können. 00:38:51.601 --> 00:38:54.100 Und ich glaube, das hat uns populär gemacht. 00:38:54.101 --> 00:39:01.500 Und in der gleichen Woche haben wir dann über die EU erfahren, dass Folding@Home unsere Daten benutzt. 00:39:01.501 --> 00:39:08.400 Und das war der Moment, wo zumindest ich angefangen habe zu hyperventilieren und mich erst mal hinsetzen musste. 00:39:08.401 --> 00:39:20.200 Ich weiß nicht, ob du das weißt, aber Folding@Home hat um April/Mai rum 2,4 Exaflops an Computing Power gehabt, nur mit Heimcomputern von Leuten, 00:39:20.201 --> 00:39:24.000 die helfen wollten, die Pandemie zu bekämpfen. 00:39:24.001 --> 00:39:29.500 Und das heißt, die haben ganz viel Simulationen von Molekülstrukturen des Coronavirus gemacht. 00:39:29.501 --> 00:39:40.900 Wie binden die, welche Arzneimittel würden dagegen wirken, wie kann man das inhibieren, wie faltet sich das, wie verhält sich das in Schleim, Wasser? 00:39:40.901 --> 00:39:48.500 All diese Fragen haben die versucht zu beantworten und sie haben das anscheinend zum Teil mit unseren Strukturen getan. 00:39:48.501 --> 00:39:54.600 An der Stelle müssen wir vielleicht noch mal so ein bisschen darauf eingehen, was auch so gerade noch das Problem ist. 00:39:54.601 --> 00:40:07.200 Also Proteine sind halt diese komplexen Gebilde, die werden halt in der DNA oder RNA beschrieben und in dem Moment, wo sie dann kopiert werden, 00:40:07.201 --> 00:40:24.400 bauen sich halt lange Ketten von Aminosäuren aus einer Liste von 20, glaube ich, Aminosäuren sozusagen werden immer unterschiedliche herausselektiert je nachdem was eben in dieser RNA oder DNA drin steht. 00:40:24.401 --> 00:40:31.500 Daraus ergibt sich dann sozusagen so eine lustige Kette und ich vergleiche das immer gerne mit so einem verdrehten Seil. 00:40:31.501 --> 00:40:42.400 Also man verdreht halt irgendwie so ein Seil und lässt es dann irgendwie los und man kann nicht vorher genau sagen, wie es sich dann um sich selbst herumschlingt und was es dann am Ende für so eine Struktur herausgibt 00:40:42.401 --> 00:40:48.700 oder auch ein Gummiband oder so was, irgendwas was sich so ein bisschen dann zusammenzieht und zusammenquetscht. 00:40:48.701 --> 00:41:01.900 Und auf molekularer Ebene wird das ja eben durch sehr viele Faktoren bedingt, das hat dann einfach was mit dieser chemischen Paarung und viel Elektromagnetismus und was weiß ich noch was für Faktoren zu tun. 00:41:01.901 --> 00:41:10.000 Sprich, man kann jetzt so einer Gensequenz oder zumindest sind wir so als Wissenschaftswelt, als Menschheit heutzutage, noch nicht vollständig dazu in der Lage, 00:41:10.001 --> 00:41:21.100 man kann nicht jetzt einfach auf diese Gensequenz schauen und sagen, wenn diese Kombination rauskommt, dann sieht das danach so aus, so wird sich das Seil verdrillen 00:41:21.101 --> 00:41:29.100 und das ist die Struktur, die wir danach sehen, der man dann eben deren Funktion auch dann ansehen könnte. 00:41:29.101 --> 00:41:35.000 Das ist sozusagen eine generelle Herausforderung, diese Vorhersage des Faltens. 00:41:35.001 --> 00:41:47.500 Und da gibt es eben verschiedenste Projekte, die versuchen, dieses Mysterium zu lösen, eins davon ist dieses Folding@Home, was halt sagt, naja okay, wir rechnen das einfach mal durch, brauchen wir aber ganz viele Computer für. 00:41:47.501 --> 00:41:49.600 Richtig oder falsch? 00:41:49.601 --> 00:41:52.400 Ich glaube, dass Folding@Home mehr als das ist. 00:41:52.401 --> 00:41:57.100 Ich glaube außerdem, dass du möglicherweise an Fold it denkst, das Spiel? 00:41:57.101 --> 00:41:59.300 Das ist aber jemand anders. 00:41:59.301 --> 00:42:06.300 Ja nein, ich denke jetzt erst mal ganz allgemein an diese Problematik, so wer jetzt was davon wie löst weiß ich gar nicht. 00:42:06.301 --> 00:42:13.900 Aber das ist eines der Dinge das Folding@Home macht, aber Folding@Home macht auch ganz viel strukturelle Bioinformatik. 00:42:13.901 --> 00:42:22.100 Also wie reagiert ein Protein, wenn es diesem und jenem ausgesetzt wird? 00:42:22.101 --> 00:42:32.000 Wir wissen zum Beispiel von einem Protein, dass es eine bestimmte Bewegung macht, weil wir haben zwei Kristallstrukturen, die beide unter unterschiedlichen Bedingungen aufgenommen wurde, 00:42:32.001 --> 00:42:35.900 wo es zum Beispiel was bindet, irgendein Substrat, dass es dann umwandelt oder so. 00:42:35.901 --> 00:42:43.700 Wir kennen die Struktur mit dem Substrat und die Struktur mit dem Edukt mit dem, was dann da rausgekommen ist am Ende der Reaktion. 00:42:43.701 --> 00:42:46.500 Aber wir wissen nicht genau, wie es von A nach B gekommen ist. 00:42:46.501 --> 00:42:50.700 Wie ist es von dem Zustand vor der Reaktion zu dem Zustand nach der Reaktion gekommen? 00:42:50.701 --> 00:42:59.800 Und diese Dinge kann man halt heutzutage errechnen, aber dafür braucht man richtig große Computer und auch solche Sachen macht Folding@Home. 00:42:59.801 --> 00:43:08.500 Also das ist wirklich ein großes Konsortium von vielen Gruppen, die sehr unterschiedliche Fragestellungen bearbeiten, 00:43:08.501 --> 00:43:16.200 aber zu diesem Zeitpunkt letztes Jahr haben viele von denen sich mit Corona-Fragestellungen beschäftigt. 00:43:16.201 --> 00:43:19.100 Und die wollten uns alle plötzlich kennenlernen und das war so cool. 00:43:19.101 --> 00:43:24.100 Was hat eure Daten jetzt als Grundlage für die Arbeit so interessant gemacht? 00:43:24.101 --> 00:43:29.500 Also sie waren gecheckt und sie waren ein Repositorium. 00:43:29.501 --> 00:43:31.500 Was heißt das, dass sie gecheckt sind? 00:43:31.501 --> 00:43:39.300 Also wie ich schon gesagt habe, eine Struktur zu lösen bedeutet eigentlich, ein Modell zu bauen, das zu den Messdaten passt. 00:43:39.301 --> 00:43:47.700 Damit ist aber halt nicht garantiert, dass das erstens das allerbeste Modell ist, das du mit diesen Messdaten bauen kannst und dann kannst du halt auch eine Menge Fehler machen. 00:43:47.701 --> 00:43:50.100 Also du kannst schon chemisch zum Beispiel Fehler machen. 00:43:50.101 --> 00:43:58.200 Zum Beispiel da ist ein Zink und das ist 2plus geladen und dann sollte es vier Bindungspartner haben, aber du hast halt nur drei modelliert. 00:43:58.201 --> 00:44:02.300 Also manchmal hilft einfach chemisches Grundverständnis, Fehler zu finden. 00:44:02.301 --> 00:44:10.300 Oder du hast Daten gehabt, aber irgendeine Grundannahme war falsch, zum Beispiel wie die Symmetrie von Kristall war. 00:44:10.301 --> 00:44:14.200 Oder du hast beim Messen einen Fehler gemacht und hast aber hinterher dafür nicht korrigiert. 00:44:14.201 --> 00:44:25.900 Oder du hast angenommen, dass die Aminosäurereihenfolge eine bestimmte war, aber in Wirklichkeit war in der Sequenzierung ein Fehler 00:44:25.901 --> 00:44:32.500 und jetzt hast du, die experimentellen Daten sagen das eine und die Sequenz sagt das andere, was machst du jetzt? 00:44:32.501 --> 00:44:44.400 Und diese Sorte Fehler passiert ganz viel, weil die Deckungsgleichheit zwischen Modell und Daten bei großen Makromolekülen, Proteinen und so was, ist ungefähr 80 Prozent. 00:44:44.401 --> 00:44:56.400 Also ein gutes Modell gibt zu 85 Prozent wider, was wir gemessen haben und 15 Prozent sind, wir wissen nicht genau, ob die Daten oder das Modell hier verantwortlich sind. 00:44:56.401 --> 00:45:01.900 Und das ist das, was uns als Methodenentwickler natürlich im normalen Betrieb umtreibt. 00:45:01.901 --> 00:45:03.900 Warum passen die Modelle nicht so gut zu den Daten? 00:45:03.901 --> 00:45:05.800 Müssen die Daten besser werden? 00:45:05.801 --> 00:45:09.000 Fehlt dem Modell irgendwas ganz grundsätzliches, was wir übersehen haben? 00:45:09.001 --> 00:45:20.400 Aber in dieser Situation, wo die Strukturen wirklich die allerbesten sein mussten, die wir haben können, damit die Arzneimittel eventuell dann hinterher auch funktionieren, die am Computer entwickelt werden, 00:45:20.401 --> 00:45:32.100 konnten wir dieses Wissen einsetzen, um quasi diese Fehler, die man mit neuer Software, großer Sorgfältigkeit und sehr sehr viel Fachwissen beseitigen kann, auch zu beseitigen. 00:45:32.101 --> 00:45:33.800