„Ohne Hormone ist das Leben höherer Organismen nicht denkbar“

Jan Koolman ist Professor für Physiologische Chemie und Biochemie. Er arbeitet am gleichnamigen Institut in Marburg, in der Deutschhausstraße. Warum für ihn die Biochemie so spannend ist, zeigt das folgende Interview. Das Gespräch führte Monika Rapp.

Seit wann gibt es die Biochemie in Marburg?

„Die Marburger Biochemie hat hier im Institut in der Deutschhausstraße begonnen. Sie wurde zwischen 1935 bis 1940 von der Physiologie abgespalten, was unter den deutschen Universitäten sehr spät war. Jahrzehnte danach, als die Arbeitsgruppen wuchsen und die Räume zu klein wurden, entwickelte sich die Universität in Richtung Lahnberge. Einige Biochemiker blieben hier unten. Und ich gehöre zu ihnen. Manchmal spürt man hier den Geist der Vorgänger. Hin und wieder kommen Kollegen aus dem Ruhestand an ihren alten Arbeitsplatz und betrachten, was sich verändert hat. Sie suchen nach alten Stücken, die sich noch nicht verwandelt haben. Das macht mir deutlich, dass hier sehr viele Leute gearbeitet haben. Zu den `alten Stücken´ zählt auch die Kolben-Hub-Pipette, die wir auch `Marburg-Pipette´ nennen.“

Was versteht man unter der „Marburg-Pipette“?

„Die Biochemie und die anderen Biowissenschaften brauchen Geräte zum Abmessen kleiner Volumina. Das waren bis ca. 1965 Glaspipetten, die man mit dem Mund bediente. Die Volumina lagen zwischen 0,1 und 10 ml. Das Pipettieren damit war sehr mühsam und auch nicht sehr präzise. Ein junger Mitarbeiter, der hier im Haus vor knapp 50 Jahren promovierte, hat viel pipettieren müssen. Das Pipettieren mit Glaspipetten war ihm viel zu langweilig und er war zu bequem. So beschloss er, eine Alternative zu dieser Tätigkeit zu finden. Er hat sich an einem Kugelschreiber orientiert, bei den man durch Draufdrücken etwas verändert: Man stößt unten eine Mine heraus. Dies entspricht bei der Pipette der Volumenverdrängung. Darüber hat er zu Hause viele Tage nachgedacht und fing an zu bauen. Übrigens war sein Vater Erfinder; das Erfinden lag offensichtlich in der Familie. Nach geraumer Zeit präsentierte er seinen staunenden Kollegen stolz das Produkt seiner Aktivitäten. Und das war weltweit die erste Kolben-Hub-Pipette.“

Wer war dieser Marburger Erfinder und warum war diese neue Pipette so wichtig?

„Der Erfinder hieß Heinrich Schnitger. Er war ein Medizinstudent, der hier im Bereich der Enzymologie seine Doktorarbeit durchführte. Sein Doktorvater Prof. Bücher hatte schnell erkannt, dass die Pipette ein hilfreiches Gerät war. Ein wichtiger Punkt beim Pipettieren ist, dass man beim Anwenden keine Flüssigkeit übertragen möchte. Deshalb benötigte man Wechselspitzen. Nach Übernahme des Urmodells durch die Firma Eppendorf wurden die ursprünglichen Teflonspitzen gegen PE-Spitzen ausgetauscht. Pipette und Spitzen wurden rasch weiterentwickelt und verwandelten sich zu einem echten Renner der biochemischen Analytik.

Der Vorteil war, dass damit besonders kleine Volumina pipettiert werden konnten. Das war z.B. wichtig für die Kinderärzte, da sie alles in Miniatur arbeiten müssen. Später hatten natürlich auch die anderen Ärzte Interesse daran.

Irgendwann lief das Patent aus. Inzwischen gibt es mehr als ein Dutzend Pipetten-Hersteller. Vieles wurde auch automatisiert. Der Fortschritt der Biowissenschaften ist ohne diese Miniatur-Pipettiertechnik undenkbar.

Wir baten die jetzige Werkstatt der Physiologie, dieses Modell der Pipette nachzubauen. Die Kollegen haben uns geholfen und es kam die Urpipette heraus. Eine davon wanderte gleich ins Museum (Anatomisches Museum der Philipps-Universität Marburg, Robert-Koch-Straße, Leitung: Prof. G. Aumüller).

Die Beschäftigung mit der Urpipette entwickelte sich zu einem Thema einer weiteren Doktorarbeit. Am Anfang war die Doktorandin eher skeptisch und vorsichtig, ob der Stoff für eine Doktorarbeit geeignet sei. Dann lief aber alles sehr gut und inzwischen hat sie ihre Promotion erfolgreich abgeschlossen.

Wir planen jetzt, das Ganze sorgfältig zu dokumentieren und in biochemischen Zeitschriften zu publizieren, die sich auch für Geschichte interessieren. Damit kommen wir zu dem Thema, das uns eingangs beschäftigte: dass Biochemie spannend ist: Je älter man wird, desto mehr bemerkt man, dass auch die Geschichte interessant ist. Und dass man aus ihr eine ganze Menge lernen kann.“

Welche Lehrveranstaltungen bieten Sie neben Ihrer Forschung an ?

„Neben der Forschung biete ich natürlich zahlreiche Lehrveranstaltungen an. Zu den curricularen Veranstaltungen gehören Vorlesungen für Mediziner, Humanbiologen und eine für Physiotherapeuten - häufig mit dem Titel `Einführung in die Biochemie´.

Des weiteren ein Wahlpflicht-Seminar für Mediziner `Sterole und Steroide´. Diese chemischen Verbindungen spielen eine Rolle bei sehr vielen Prozessen, so z.B. bei der Leberfunktion, Gallensäureproduktion, cardiovaskulären Erkrankungen, beim weiblichen Zyklus, der hormonellen Kontrazeption usw. Überraschenderweise hat mich neulich ein männlicher Student der Medizin gefragt, was man unter Kontrazeption versteht. Das fand ich ein wenig amüsant! Es erinnert mich an das letzte Semester. Dort referierten eine Studentin und ein Student, die offensichtlich als Paar auftraten. Sie haben das Thema `Hormonelle Kontrazeption´ sehr kompetent referiert.

Und schließlich leite ich ein Tutorium, das absichtsvoll `Letzte Hilfe in Biochemie´ genannt wird. Es findet immer im Sommersemester, kurz vor dem Physikum, statt. Ziel ist es, die Studenten auf die Staatsprüfung vorzubereiten.“

Wie sind Ihre Forschungsschwerpunkte?

„Mein Forschungsschwerpunkt sind die Hormone. Ich habe über eine lange Zeit aktiv das System der Hormone an Insekten erforscht. Warum? Weil die Insekten interessant sind und weil sie hervorragende biologische Modellsysteme darstellen. Z.B. der Wirkungsmechanismus der Steroidhormone (Hormone der Keimdrüsen und der Nebennierenrinde) ist an den Insekten herausgefunden worden - nicht an Menschen oder anderen Wirbeltieren. Die Zytochrome (Zellfarbstoffe) sind ebenfalls zuerst in Insekten gefunden worden. Später fand man heraus, dass sie in allen Tieren vorkommen und für alle Organismen wichtig sind.“

Warum gerade Hormone?

„Das Spannendste an Hormonen ist, dass sie so viel bewirken, keine Frage. Ohne Hormone ist das Leben höherer Organismen nicht denkbar. Aber auch Einzeller benutzen Signalstoffe, die den Hormonen sehr ähnlich sind.

Die Tiere haben eine große Zahl von Hormonen. Sie steuern damit Wachstum, Entwicklung, Reproduktion und viele andere Lebensvorgänge. Das macht sie so interessant. Viele der heute bekannten Hormone sind in Deutschland isoliert und identifiziert worden. Biochemiker haben dazu einen wesentlichen Teil beigetragen.“

Wenn Sie mal einen Zukunftsblick wagen sollten: Woran forschen die Biochemiker in 50 Jahren?

„Die erste Antwort auf diese Frage ist: Ich habe mich bei solchen Überlegungen schon häufig genug getäuscht. Vor dreißig, vierzig Jahren hatte auch keiner erwartet, dass der Fortschritt der Nukleinsäure-Sequenzierung so rasant sein würde. Vor diesem Hintergrund ist es schwierig zu spekulieren.

Eine der Fragen, die die Naturwissenschaftler auch noch in 50 Jahren interessieren wird, ist wahrscheinlich die Frage `Was ist Leben?´. Wie kann man aus naturwissenschaftlichem Blickwinkel Leben verstehen und interpretieren? Ja, ich glaube, das wird eine dauernde Frage sein.

Biowissenschaftler sind gerade dabei, das Gehirn sehr sorgfältig zu untersuchen und seine Funktionen zu verstehen - soweit das geht. Das bedeutet ja immer noch nicht, dass wir nachher biochemisch erklären können, wie Denken und Bewusstsein funktionieren. Aber sicher werden wir Teilaspekte verstehen. Die Probleme verschieben sich dann immer weiter nach hinten. Das scheint mir so eine Art Grundprinzip zu sein, vor der alle Generationen stehen. Man glaubt, in Kürze vor der Lösung eines Problems zu stehen und stellt dann fest, dass die eigentliche Arbeit erst beginnt, weil die Antworten noch mehr neue Fragen aufwerfen.

Durch neue Forschungsergebnisse haben wir zwar jetzt vielleicht eine veränderte und differenziertere Sicht, aber die Frage ist damit noch immer nicht beantwortet, was Leben ist. Und sie wird spannend bleiben.

Eine zweite Frage ist, wie sich das Leben entwickelt - die Frage nach der Evolution. Wenn wir die Spielregeln der Evolution verstehen, dann können wir besser damit umgehen; uns selbst besser einordnen. Das Verständnis der Evolution ist auch ein Thema für Biochemiker, das sie seit Jahrzehnten stetig vorantreiben. Dabei haben wir auch schon eine Menge Überraschungen erlebt.“

Prof. Koolman, ich bedanke mich bei Ihnen für das Gespräch.

Zur Biographie:

Jan Koolman wurde 1943 an der Ostsee in Lübeck geboren. Nach einem Biochemie-Studium in Tübingen kam er 1969 zur Promotion in Biochemie/Chemie nach Marburg. 1977 habilitierte er sich für Biochemie im Fachbereich Medizin. Es folgten verschiedene Auslandsaufenthalte in Bristol (England), Strasbourg, Paris (Frankreich) und Barcelona (Spanien). Seit 1984 ist er Professor für Physiologische Chemie und Biochemie. Die beruflichen Interessen- und Arbeitsgebiete von Prof. Koolman liegen auf dem Gebiet der Hormonsysteme, dem biochemischen Unterricht. Er war auch drei Jahre als Studiendekan des Fachbereich es Medizin tätig.

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Zuletzt aktualisiert: 2004-11-26 14:42