Ernst Hafen von der ETH Zürich hat ein wichtiges Fundament der Systembiologie gleich mitgenommen: Ein dickes Buch, welches mit seiner Grösse jedes handelsübliche Büchergestell sprengt, und das dennoch so klein bedruckt ist, dass man zum Lesen eine Lupe braucht. Im Buch ist der Code eines X-Chromosoms notiert. Die genetische Sequenz eines Menschen lässt sich noch in einem Buch abbilden. Was Ernst Hafen, Susan Gasser vom Friedrich Miescher Institut und Markus Affolter vom Biozentrum erforschen, ist in einem Buch kaum noch beschreibbar. „Man braucht Modelle, Simulationen; es geht nicht anders“, sagt Affolter am 11. Januar im Café Scientifique Basel. Der Titel: Systembiologie – Die Grammatik des Lebens.
„Wir wollen das Leben im Computer simulieren.“ So beschreibt Hafen das Ziel der Systembiologen. Dazu müsse man das Betriebssystem des Lebens verstehen, ein Betriebssystem, welches glücklicherweise einiges zuverlässiger sei als jenes von Windows. Nach Gasser geht es darum, aus der beschreibenden Biologie eine Art Ingenieursbiologie zu machen. Am schönsten formulierte es Affolter: „Systembiologie ist die Summe aller Möglichkeiten, das Leben zu verstehen.“ Ihn interessiere in seiner Forschung, wie aus dem linearen Code eines Genoms eine dreidimensionale Form entstehen könne.
Was ist nun die Systembiologie? Ich würde folgendes Bild wählen: Nehmen wir eine Schulklasse. Die „bisherigen“ Biologen hätten nun alle Schüler und Schülerinnen ausgemessen und Grösse, Gewicht, Haarfarbe und mehr notiert. Sie hätten untersucht, wer wen mag, wer gerne das Alphatierchen spielt und anderes. Sie hätten auch die Klasse als Ganzes getestet, indem sie beispielsweise einem Schüler einen besonders tollen Hut geschenkt und dann geschaut hätten, was dies in der Klasse auslöst. Systembiologen nehmen nun alle diese Daten und füttern damit ein Modell im Computer. Wenn das Modell und die Daten gut sind, können sie damit etwas, was bislang nicht möglich ist: Sie können Voraussagen machen. Sie könnten etwa voraussagen, was in der Klasse passiert, wenn ein fremdsprachiges Kind neu dazu stösst.
Auf die Biologie übertragen bedeutet dies, dass man etwa voraussagen möchte, was ein Medikament bei einem Patienten auslöst. Wird er geheilt? Mit welchen Nebenwirkungen ist zu rechnen? Dazu muss man den Menschen, oder Teile davon, im Computer modellieren. Eine Vision für die ferne Zukunft: „Heute können wir ein Bakterienflagellum, welches aus wenigen hundert Bausteinen besteht, recht gut simulieren“, sagt Hafen. In zwanzig Jahren gelinge das wohl auch mit einfachen, mehrzelligen Systemen.
Hafen ist aber auch davon überzeugt, dass man gerade beim Menschen rasche Fortschritte machen werde. Er setzt auf „crowdsourcing“, die Macht der Menge. Hafen: „Das Genom zu sequenzieren wird jedes Jahr etwa um den Faktor 10 billiger. In wenigen Jahren werden viele von uns ihr eigenes Genom kennen. Das hat natürlich auch problematische Aspekte. Für die Forschung ist es jedoch eine grosse Chance, diese Unmengen an Daten über das Genom im Vergleich zum Phänotyp zu haben.“
In der Schweiz sind die Voraussetzungen gut, um in der Systembiologie vorne mitzumischen, sagt Affolter. Es sei viel Geld vorhanden. Der interdisziplinäre Ansatz der Systembiologie müsse jedoch gelebt und umgesetzt werden. „Man muss bereit sein, mit Leuten zu reden, die man nicht so gut versteht“, bringt es Affolter auf den Punkt. Nach Gasser gilt es, die Ausbildung anzupassen: „Die Forschenden müssen besser Mathematik reden können“, sagt Gasser. Sie müssen viel über Modellierung und Statistik wissen und generell multivalent ausgebildet sein.
Das Leben, den Menschen simulieren? „Vertreten Sie die These, dass Lebewesen Maschinen sind?“, fragte jemand. Die Antworten waren ausführlich. Ich würde sie so zusammenfassen, auch wenn das niemand so klar gesagt hat: Eigentlich schon, einfach sehr komplizierte Maschinen, die sich selbst fortpflanzen können. Ernst Hafens erster Satz war: „Wir wollen das Leben verstehen.“ Vielleicht wird die Systembiologie nicht nur helfen zu verstehen, wie das Leben funktioniert, sondern auch Hinweise geben, was das Leben an sich ist.
