Junger Forscher lächelnd im weißen Mantel im Labor
Der Zellbiologe Ceorg Csukovich untersucht in seinem Schrödinger-Projekt an der TU Dresden die Evolution und genetische Vielfalt von Hunden. © Thomas Suchanek/Vetmeduni

Hunde ziehen sich wie ein roter Faden durch meine Laufbahn: beginnend bei der Bachelorarbeit mit Krebszellen bis zum PhD an der Veterinärmedizinischen Universität Wien. Dort arbeitete ich mit Darm-Organoiden aus adulten Stammzellen des Hundes. Der Wunsch, mit induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) zu forschen – die embryonalen Stammzellen ähneln –, führte mich schließlich in die Arbeitsgruppe von Miki Ebisuya an der TU Dresden und dem Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik.

Wie sich verschiedene Spezies entwickeln

Das Ebisuya Lab erforscht Mechanismen der Embryonalentwicklung in pluripotenten Stammzellen verschiedener Spezies. Besonders faszinierend ist der Vergleich der „Segmentation Clock“, ein Netzwerk oszillierender Gene, welches die Bildung von Somitenpaaren (Wirbelvorläufern) steuert. Jede Spezies weist dabei eine artspezifische Oszillationsperiode auf, von der schnellen Maus bis zum langsamen Primaten. Beispielsweise wird das Protein bei der Maus periodisch innerhalb von zwei bis drei Stunden auf- und wieder abgebaut, beim Menschen dauert das fünf bis sechs Stunden. Außerdem beschäftigt sich das Lab derzeit mit der speziesspezifischen Entwicklung von Herz und Hirn.

Ein Bild der Hauptstadt Dresden mit riesiger barocker Kirche im Zentrum
Dresden, die Stadt an der Elbe - auch Elbflorenz genannt - besticht durch barocke Architektur wie der Semperoper und der Frauenkirche sowie durch ihr kulturelles Angebot. © Georg Csukovich

Ich sah hier die Chance, meine Erfahrung mit Hundezellen mit entwicklungsbiologischen Fragestellungen zu verbinden. Schnell entstand die Idee, die enormen phänotypischen Unterschiede verschiedener Hunderassen, etwa die Rutenlänge (als Folge der Anzahl an Schwanzwirbeln), in einem Zellkulturmodell abzubilden. Genetische Mutationen beeinflussen hierbei die natürliche Rutenlänge, wie etwa bei Bulldoggen.

Im „Elbflorenz“ Dresden untersuche ich in meinem Schrödinger-Projekt nun, ob bestimmte Mutationen die Periode der Segmentation Clock des Hundes verändern und so die Architektur der Wirbelsäule, und damit auch die Rutenlänge, beeinflussen könnten. Grundlagenforschung bietet dabei das Privileg, Phänomene als Erster zu beobachten – so auch die Oszillation der Segmentation Clock beim Hund.

Rund um Dresden laden Weinberge wie hier in Radebeul (li.) und das Elbsandsteingebirge Sächsische Schweiz zur Erholung in der Natur ein.
Rund um Dresden laden Weinberge wie hier in Radebeul (li.) und das Elbsandsteingebirge Sächsische Schweiz zur Erholung in der Natur ein. © Georg Csukovich

Physik für ein besseres Verständnis der Biologie

Das Ebisuya Lab ist seit 2023 am Cluster of Excellence „Physics of Life“ der TU Dresden beteiligt. Dieser von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Exzellenzcluster fokussiert darauf, Funktion und Robustheit biologischer Systeme vor dem Hintergrund physikalischer Prinzipien zu verstehen. Das schafft eine einzigartige Arbeitsatmosphäre zwischen Forschenden aus den Bereichen Biologie, Physik und Mathematik. Durch gemeinsame Projekte und Seminare entsteht reger Austausch zwischen den Disziplinen und ein Blick in eine andere Welt wird eröffnet, der inspirierend sein kann und immer wieder neue Ideen hervorbringt.

Die Arbeitsumgebung ist äußerst international, der Alltag in Deutschland fühlt sich jedoch vertraut an – ich genieße sozusagen das Beste aus zwei Welten. Die akademische Forschung bietet einen einzigartigen Mix aus interdisziplinärem Umfeld und der Freiheit, eigene Ideen, wie jenes meines Schrödinger-Projekts, zu verfolgen.