Prof. Dr. Ruedi Aebersold, Institut für Molekulare Systembiologie, ETH und Universität Zürich
Ruedi Aebersold und sein Team nutzen Taufliegen, Hefen oder Säugetierzellen, um die Expression von Proteinen zu verschiedenen Zeitpunkten in der Entwicklung oder unter verschiedenen Lebensbedingungen zu analysieren. Die Expression von Proteinen ändert sich laufend, zum Beispiel wenn die Zelle Stress ausgesetzt ist oder krank wird. Oder während der Entwicklung: In einer Fliegenlarve braucht es andere Proteine als in der sich daraus entwickelnden Fliege. «Wir wollen verstehen, zu welchem Zeitpunkt welche Proteine benötigt werden, um die Dynamik biologischer Prozesse zu verstehen und so schneller Krankheiten zu detektieren oder aufgrund der Forschungsergebnisse neue Arzneimittel entwickeln zu können», so Ruedi Aebersold.
Die Kartierung des Proteoms war bisher nur sehr mühsam möglich und sehr kostenintensiv: Es dauerte sieben Jahre, bis das menschliche Proteom im Jahr 2010 vollständig entschlüsselt werden konnte. Erst die Entwicklung neuer Methoden machte es überhaupt möglich, die Proteome von Lebewesen vollständig und bezahlbar zu entschlüsseln. Zusammen mit der Forscherin Paola Picotti, jetzt Professorin an der ETH Zurich, entwickelte Aebersold das sogenannte «Selected Reaction Monitoring», kurz SRM, welches im Jahr 2012 von «Nature Methods» zur Methode des Jahres 2012 gewählt wurde. Bei dieser Methode wird, ausgehend vom Genom des Organismus, die mögliche Anzahl an Proteinen eines Organismus berechnet. Die Bruchstücke dieser Proteine, sogenannte Peptide, werden daraufhin im Labor künstlich synthetisiert und in einem Massenspektrometer nach Masse und Ladung aufgetrennt. Dies erzeugt eine Art Fingerabdruck, welcher in einer Datenbank gespeichert wird und so als Referenz dient.
Mit Hilfe dieser Methode konnten Aebersold und sein Team 97 % des Proteoms der Hefe Saccharomyces cerevisiae kartieren. In einem weiteren Versuch verglichen sie dann einen bestimmten Stoffwechselprozess in 80 verschiedenen Hefestämmen miteinander. Es gelang dabei, mit einer weiteren innovativen Methode, der «quantitative trait locus analysis, QTL» Genorte zu identifizieren, welche die Ausprägung eines bestimmten Proteins steuern. «Die Evolution bedingt Veränderungen im Genom, die dann in Veränderungen im Proteom umgesetzt werden. In der beschriebenen Studie gelang es, den Zusammenhang zwischen genomischer Variabilität und Veränderungen im Proteom herzustellen», erklärt Ruedi Aebersold. Die Kenntnis komplexer molekularer Vorgänge, welche sich in einem Lebewesen abspielen, sind entscheidend, um Volkskrankheiten wie Diabetes oder Krebs heilen zu können.
Neben der Hefe kartierten Aebersold und sein Team auch 97 % des Proteoms des Tuberkulose-ErregersMycobacterium tuberculosis. Hierbei wurden sogar 22 bisher unbekannte Proteine gefunden. «Da die derzeitigen Tuberkulose-Stämme immer öfter antibiotikaresistent sind, das heisst nicht mehr auf Medikamente ansprechen, ist es äussert wichtig, neue Angriffspunkte für die Medizin zu finden», betont Ruedi Aebersold. Die Datenbank ermöglicht es bereits, Protein-Vergleiche anzustellen, dank derer im Blut oder Gewebe von Patienten eine Infektion mit dem Tuberkulose-Erreger frühzeitig erkannt werden kann. In Zukunft richten Ruedi Aebersold und sein Team ihr Augenmerk darauf, den Zusammenhang zwischen Veränderungen im Proteom und deren Bedeutung für die Funktion von Zellen herzustellen.
Ruedi Aebersold wurde 1954 in Oberdiessbach/BE geboren und promovierte im Bereich Zellbiologie am Biozentrum der Universität Basel. Nach seinem Abschluss im Jahr 1983 war er Fakultätsmitglied an der Universität Washington und British Columbia. im Jahr 2000 spielte er als Mitbegründer eine aktive Rolle bei der Entstehung des Instituts für Systembiologie in Seattle. Seit dem Jahr 2004 ist Ruedi Aebersold ordentlicher Professor an derETH Zürich und leitet dort das Institut für Molekulare Systembiologie. Zudem hält er eine ordentliche Professur an der Universität Zürich.
