Illustration von Jennifre Doudna und Charles Darwin

D – Jennifer Doudna und Charles Darwin | Von A bis Z: 48 Forschende, die die Welt veränderten

Von LET’S TECH am 27.04.2021

Die menschliche Natur – und die von anderen Lebewesen: Damit beschäftigten sich sowohl Jennifer Doudna als auch Charles Darwin. Wir erzählen dir von der Entdeckung der Genschere und der Entstehung der Evolutionstheorie – und warum die Kirche von Darwins Forschung alles andere als begeistert war.
Illustration von Jennifer Doudna
Eine bahnbrechende Entdeckung: Dank Jennifer Doudna wissen wir seit 2012, wie wir die Genschere nutzen können.

Jennifer Doudna: Die Biochemikerin, die die Gentechnik revolutionierte

Jennifer Anne Doudna kam am 19. Februar 1964 in Washington D.C., USA, zur Welt. Im Alter von sieben Jahren zog sie mit ihrer Familie nach Hawaii, weil ihr Vater, ein Professor für amerikanische Literatur, einen Job an der University of Hawaii annahm.

Das Leben auf der Insel entfachte Jennifer Doudnas Begeisterung für Naturwissenschaft: Sie wanderte durch tropische Wälder, wo die außergewöhnliche Pflanzen- und Tierwelt sie dazu inspirierte, mehr über die Natur herausfinden zu wollen. Im Laufe ihrer Schulzeit entdeckte die Amerikanerin ihre Vorliebe speziell für Chemie und Mathematik.

Viren programmieren? Jennifer Doudna und Emmanuele Charpentier machten es möglich

Nach dem Schulabschluss absolvierte Jennifer Doudna am Pomona College in Kalifornien ein Bachelorstudium im Bereich Biochemie. Danach ging sie an die Harvard University, wo sie 1989 den PhD erlangte. Bereits in ihrer Dissertation beschäftigte sich die Amerikanerin mit der Ribonukleinsäure (RNA), der Basis für Gene — die sie auch in ihrer weiteren Karriere beschäftigen sollte.

Von 1991 bis 1994 war Jennifer an der University of Colorado tätig, danach an der Yale University, und seit 2002 forscht sie an der University of California, Berkley. Dort machte die Amerikanerin in Kooperation mit der französischen Mikrobiologin Emmanuelle Charpentier 2012 eine Entdeckung, die die Gentechnik revolutionierte: die Genschere CRISPR/Cas9.

Bakterien haben einen speziellen Abwehrmechanismus gegen Viren, der CRISPR genannt wird. Bakterien des Typs „Streptococcus“ verfügen hierbei über das Protein Cas9, das wie eine Schere die DNA von Viren finden und aufschlitzen kann. Jennifer Doudna und Charpentier haben eine Möglichkeit gefunden, genau dieses System zu nutzen und mithilfe von RNA zu „programmieren“. Dadurch sind Forschende nun in der Lage, mit der Genschere gezielt und einfach Änderungen an der DNA vorzunehmen. Die Anwendungsbereiche dafür sind vielfältig: von der Gentherapie bei Erbkrankheiten über den Kampf gegen HIV und antibiotikaresistente Bakterien bis hin zur Anwendung bei Pflanzen und Tieren.

Eine Frage der Ethik: Jennifer Doudna entwickelte ethische Richtlinien für die Anwendung der Genschere

Mit den vielen Möglichkeiten, die sich durch CRISPR/Cas9 eröffneten, wurden zugleich ethische Fragen aufgeworfen. Viele Menschen befürchteten, dass in Zukunft in das Erbgut menschlicher Embryonen willkürlich eingegriffen wird, z.B. wenn sich Eltern für das Kind eine bestimmte Haarfarbe wünschen.

Daher erstellte Doudna zusammen mit anderen Forschenden einen ethischen Rahmen für die Anwendung der Genschere, um menschliche Embryos vor derartigen Eingriffen zu schützen. Trotz ihrer Bemühungen berichteten chinesische Forschende, CRISPR/Cas9 auf das Erbgut von Embryos angewendet zu haben.

Für ihre bahnbrechenden Forschungen im Bereich der Genetik erhielt Doudna zahlreiche Preise und Auszeichnungen, darunter den mit drei Millionen Dollar dotierten Breakthrough Prize in Life Sciences zusammen mit ihrer Kollegin Charpentier.

Fotografie von Jennifer Doudna
Heute ist Jennifer Doudna als Professorin in Kalifornien tätig. | Quelle: Wikimedia – Duncan Hull (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/legalcode)
Illustration von Charles Darwin
Was hat denn der für einen Vogel? Charles Darwin könnte uns diese Frage bestimmt mit genauen biologischen Details beantworten.

Charles Robert Darwin: Naturforscher und Begründer der Evolutionstheorie

Charles Robert Darwin wurde am 12. Februar 1809 in Shrewsbury, England, geboren. Schon in jungen Jahren unternahm er immer wieder Ausflüge in die Natur, beobachtete Vögel und sammelte u.a. Muscheln und Mineralien.

Eigentlich hätte Klein Charles wie sein Vater Arzt werden sollen, allerdings konnte er sich für Medizin nie wirklich begeistern. Daher brach der Brite das Medizinstudium an der University of Edinburgh ab und begann 1828 auf Anraten seines Vaters Theologie in Cambridge zu studieren.

Einmal um die Welt: Charles Darwin auf großer Fahrt

Während seiner gesamten Studienzeit bildete Darwin sich in naturwissenschaftlichen Bereichen wie Zoologie, Botanik und Geologie weiter – verschiedene Mentoren halfen ihm dabei. Nach dem Studium bekam er auf Empfehlung seines Lehrers John Stevens Henslow die Möglichkeit, an einer Forschungsreise teilzunehmen, die das Ziel hatte, die Südhalbkugel der Erde zu vermessen.

Das Schiff, die HMS Beagle, stach 1831 in See. Darwin wurde gleich darauf seekrank und konnte daher nie länger als eine Stunde am Stück arbeiten. Die Reise führte ihn zunächst an verschiedene Orte in ganz Südamerika, dann weiter nach Neuseeland und Australien, über Südafrika wieder bis Südamerika und schließlich zurück nach Großbritannien. Insgesamt dauerte die Weltreise fünf Jahre und verlangte dem Naturforscher körperlich viel ab: Von den Beschwerden aufgrund seiner Seekrankheit konnte er sich für den Rest seines Lebens nie mehr vollständig erholen.

Während der Reise sammelte Darwin auf seinen vielen Landexkursionen unzählige Proben von Pflanzen, Tieren und Gesteinen und dokumentierte all seine Beobachtungen. Unterwegs schickte er bei Gelegenheit Proben und Briefe mit seinen Aufzeichnungen in seine Heimat. Henslow veröffentlichte einige dieser Briefe, was Darwin zu einem hohen Ansehen in wissenschaftlichen Kreisen verhalf. Nach seiner Rückkehr veröffentlichte der Brite sein Reisetagebuch und seine wissenschaftlichen Erkenntnisse.

Es lebe die Evolution: Wie Charles Darwin die Naturforschung auf den Kopf stellte

Dass Darwin bereits während seiner Weltreise auf den Galapagos-Inseln die zündende Idee für die Evolutionstheorie hatte, ist ein Irrglaube. Weder schenkte er den Schildkröten, noch den später nach ihm benannten Darwin-Finken viel Aufmerksamkeit. Erst als er wieder in London war und über die Entstehung der Arten nachdachte, weckten die Galapagos-Finken bei ihm größeres Interesse.

Nach jahrelangen Überlegungen und zahlreichen Experimenten publizierte Darwin 1859 sein Buch „Die Entstehung der Arten“, in dem er unter anderem seine Theorie zur Evolution und der Veränderlichkeit der Arten darlegte. Zuvor wurde einfach angenommen, dass die Zahl der Arten unveränderlich und von Gott festgelegt worden sei. In den Jahren nach der Veröffentlichung des Buchs wurde die Evolution in wissenschaftlichen Kreisen breit anerkannt und von der Kirche scharf kritisiert.

Die Erkenntnisse des Briten stellten die Naturforschung komplett auf den Kopf und leiteten eine neue Ära in diesem Gebiet ein.

Portrait von Charles Darwin, gemalt von John Collier
Charles Darwin hinterließ ein gewaltiges Forschungserbe – und hatte zu Lebzeiten einen gewaltigen Bart. | Quelle: Wikimedia (lizenzfrei)

Früher kritisiert – heute zelebriert: Das Erbe des Charles Darwin

Noch größere Kritik erfuhr Darwin nach der Veröffentlichung des Buchs „Die Abstammung des Menschen und die geschlechtliche Zuchtwahl“, in dem er die Herkunft des Menschen beschrieb, die er in seinem anderen Buch noch nicht thematisiert hatte. Er beschrieb darin u.a., dass Menschen und Affen gemeinsame Vorfahren hätten und deswegen auch eine gewisse Verwandtschaft zwischen den beiden Arten bestehe. Das war für viele Menschen, vor allem Zugehörige der Kirche, ein Eklat: Es bedeutete, dass der Mensch nicht die von Gott geschaffene „Krone der Schöpfung“ ist, sondern ein Zufallsprodukt der Evolution, so wie alle anderen Tierarten auch.

In seinen letzten Lebensjahren beschäftigte Darwin sich vorwiegend mit Botanik. Er starb am 19. April 1882 im Alter von 73 Jahren und wurde zu Füßen von Isaac Newtons Denkmal in der Westminster Abbey in London beigesetzt.

Für seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen wurden ihm zu Ehren die Galapagos-Finken in Darwin-Finken umbenannt. Außerdem wurden zahlreiche geografische Orte rund um den Globus sowie ein Asteroid, ein Mondkrater und ein Marskrater nach Darwin benannt.

Auch die Physikerin Marie Curie wurde zur Namensgeberin – wofür, das erfährst du hier!

Quellenverzeichnis

alumniTUGraz 1887 (2011): Die Größen der Technik, [online] http://history.tugraz.at/besonderheiten/groessen_der_technik/darwin.php [26.03.2019].

Enceclopaedia Britannica (o.J.): Charles Darwin, [online] https://www.britannica.com/biography/Charles-Darwin [26.03.2019].

Enceclopaedia Britannica (o.J.): Jennifer Doudna, [online] https://www.britannica.com/biography/Jennifer-Doudna [25.03.2019].

Cal Alumni Association (2014): Cracking the Code: Jennifer Doudna and Her Amazing Molecule Scissors, [online] https://alumni.berkeley.edu/california-magazine/winter-2014-gender-assumptions/cracking-code-jennifer-doudna-and-her-amazing [25.03.2019].

WHO’s WHO (o.J.): Charles Darwin, [online] http://www.whoswho.de/bio/charles-darwin.html [26.03.2019].

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