Vom Labor in die Natur: Das neue Programm des EMBL

Das Europäische Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) hat eine fast 50-jährige Geschichte hinter sich. Künftig arbeitet es mit einem neuen Ansatz: Die Organisation will ihre Expertise vermehrt ausserhalb des Labors anwenden und komplexe Probleme wie beispielsweise den Einfluss des Klimawandels auf Ökosysteme mit den Werkzeugen der modernen Molekularbiologie untersuchen. Für Forschende ergeben sich spannende Zusammenarbeitsgelegenheiten.

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Das kürzlich in Betrieb genommene Imaging Center des EMBL in Heidelberg gewährt auch Schweizer Forschenden Zugang zu hochmoderner Elektronen- und Lichtmikroskopie.
Bild: Kinga Lubowiecka/EMBL

Die Schweiz ist eines der zehn Gründungsmitglieder (Gründungsjahr 1974) des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie (EMBL), eine internationale Forschungsorganisation. Inzwischen zählt das EMBL 28 Mitgliedstaaten. Die allermeisten EU-Staaten sind dabei, ebenso wie Grossbritannien, Israel, Montenegro und die Schweiz. Das EMBL hat seinen Sitz in Heidelberg, seine Aktivitäten verteilen sich jedoch auf sechs Standorte: Heidelberg, Hamburg, Hinxton bei Cambridge, Grenoble, Barcelona und Monterotondo bei Rom. Die Organisation zählt 1600 Mitarbeitende und hat die rasante Entwicklung der Molekularbiologie über die letzten Jahrzehnte geprägt. Heute kann die Molekularbiologie nicht mehr als Unterdisziplin der Biologie betrachtet werden, denn ihre Methoden werden inzwischen in allen Bereichen der Life Sciences und Biomedizinforschung angewendet.

Das EMBL betreibt Spitzenforschung und hat schon zwei Nobelpreisträger und eine Nobelpreisträgerin hervorgebracht: 1995 erhielten Christiane Nüsslein-Volhard und Eric Wieschaus den Nobelpreis für Medizin, 2017 ging der Nobelpreis für Chemie an Jacques Dubochet. Das EMBL ist auch in die Bekämpfung der Covid-19-Pandemie involviert. So hat es beispielsweise in Zusammenarbeit mit der Europäischen Kommission das internationale «Covid Data Portal» bereitgestellt und war an der Entwicklung eines der in der Schweiz zugelassenen Covid-Vakzine beteiligt. Die Firma BioNTech hat die Lipid-Kapseln, die für die mRNA-Abgabe ins Innere der Zellen eingesetzt werden, mit Unterstützung vom EMBL Hamburg entwickelt.

Wissenschaftliches Programm für die Jahre 2022–2026

Alle fünf Jahr definiert das EMBL sein wissenschaftliches Programm und somit seine Prioritäten und strategischen Ziele. Kürzlich ist das neue Fünfjahresprogramm 2022–2026 «Molecules to Ecosystems» gestartet. Dieses stellt einen Bruch mit den vergangenen Programmen dar: Das EMBL wagt einen neuen Ansatz, den man mit «Life in Context» umschreiben kann. Molekularbiologische Forschung findet bis heute in der Regel unter streng standardisierten und kontrollierten Bedingungen im Labor statt. Die Organismen, die untersucht werden, sind meistens Modellorganismen, also sehr einheitliche Populationen, die keine Kontakte zu anderen Lebewesen haben. Sie werden in Petrischalen, Flüssigkulturen oder Käfigen gezüchtet und unter konstanter Temperatur und mit immer gleichen Energiequellen gehalten. Das Ziel der kontrollierten Umgebung ist, die Komplexität so zu reduzieren, dass die Ergebnisse einfacher interpretiert werden können.

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Eine Pilot-Expedition im Rahmen des Forschungsprojekts TREC, bei dem die Wasser- und Landökosysteme der europäischen Küsten, Seen und Flüsse untersucht werden.
Bild: Patrick Mueller/EMBL

Nun will das EMBL seine Methoden und Kompetenzen vermehrt ausserhalb der Petrischale und des Labors anwenden. Durch die neuen automatisierten «high throughput»-Methoden und die modernen Analyseansätze können grosse Datenmengen erfasst und analysiert werden (z. B. über Machine Learning). Es ist technisch möglich geworden, komplexe Fragestellungen der Ökologie oder der Umweltwissenschaften mittels Molekularbiologie zu erforschen. Dadurch öffnen sich neue Themenfelder wie die Anpassung an den Klimawandel oder der Artenschwund. Auch im Bereich der biomedizinischen Forschung werden neue Ansätze angestrebt, beispielsweise bei den Themen Krebs oder Antibiotika-Resistenzen.

Leben ausserhalb des Labors untersuchen

Das neue Programm will das «echte Leben draussen» erfassen, deshalb der Ausdruck «Life in Context». Das EMBL will damit einen Beitrag leisten für das Verständnis aktueller und künftiger Herausforderungen.

TREC (Tara-EMBL Coastal exploration) ist ein gutes Beispiel für die Art und Weise, wie EMBL in den nächsten Jahren vom Labor hinaus in die Natur gehen wird. Dieses Projekt beabsichtigt, die Wasser- und Landökosysteme der europäischen Küsten, Seen und Flüsse zu untersuchen. Die Studie wird Bakterien, Viren, Pilze, Pflanzen und Tiere erfassen und molekular charakterisieren. Gleichzeitig werden Chemikalien, die in diesen Ökosystemen vorkommen, detailliert erfasst. So können beispielsweise Rückschlüsse über den Einfluss von Schadstoffen eruiert werden.

Bedeutung des neuen Programms für Schweizer Forschende

Schweizer Forschende nutzen das EMBL seit seiner Gründung. Sie besuchen beispielsweise das reichhaltige Weiterbildungsangebot in Heidelberg oder nutzen die Infrastruktur des EMBL, zum Beispiel die Datenbanken von EMBL oder das kürzlich in Betrieb genommene Imaging Center. Manche von ihnen verbringen im Verlauf ihrer Karriere einige Jahre am EMBL.

Das EMBL verfügt allein nicht über die nötigen Kompetenzen, um die Herausforderung «Life in Context» zielführend anzugehen. Somit ergeben sich mit dem neuen Ansatz auch für Forschende, die traditionellerweise nicht mit dem EMBL zusammenarbeiten, interessante Gelegenheiten. Beispielsweise sind Forschende aus der Ökologie und generell den Umweltwissenschaften durch das neue Programm angesprochen.

Weitere Informationen

Doris Wohlfender, SBFI
Wissenschaftliche Beraterin
Ressort Internationale Forschungsorganisationen

www.embl.org/programme

https://www.sbfi.admin.ch/content/sbfi/de/home/dienstleistungen/publikationen/publikationsdatenbank/s-n-2022-2/s-n-2022-2e.html