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Barbara McClintock wurde am 16. Juni 1902 als drittes von vier Kindern einer Familie in den USA geboren. Früh zeigte sich, dass sie einen eigenen Kopf hatte und sich für Dinge interessierte, die in dieser Zeit nicht für Mädchen vorgesehen waren. Sie war sportlich aktiv, spielte Jazz und interessierte sich früh für Wissenschaft. Gegen den Willen ihrer Mutter packte sie die Möglichkeit, studieren zu können. Sie war eine der ersten Studentinnen der Agronomie in Cornell.
“I was just so interested in what I was doing, I could hardly wait to get up in the morning and get at it. One of my friends, a geneticist, said I was a child, because only children can't wait to get up in the morning to get at what they want to do.”
“Ich war einfach so fasziniert von dem, was ich tat, dass ich es kaum erwarten konnte, morgens aufzustehen und damit anzufangen. Einer meiner Freunde, ein Genetiker, sagte, ich sei ein Kind; denn nur Kinder könnten es morgens nicht erwarten aufzustehen, um mit dem anzufangen, was sie tun wollen.”
Barbara McClintock
Eine Karriere in der Forschung – trotz Widerstand
Barbara McClintock vertiefte sich in Botanik und sammelte erste Erfahrungen in Zellbiologie und dem damals sehr jungen Feld der Genetik. Insbesondere spezialisierte sie sich darauf, Chromosomen im Mikroskop zu beobachten. Forschung erfordert Mobilität und eine Auseinandersetzung mit neuen Erfahrungen, um Neues zu lernen und sich nicht in einer Denkrichtung festzusetzen. Barbara McClintock arbeitete deshalb nach dem Abschluss ihres Doktorats in verschiedenen Forschungsgruppen in New York, Missouri und Kalifornien. Im Jahr 1933 erhielt sie ein Stipendium, um in Berlin zu forschen. Der aufkommende Nationalsozialismus und die Stimmung in Deutschland führten aber dazu, dass sie früher als geplant in die USA zurückkehrte. Nach einer kurzen Anstellung als Assistenzprofessorin in Missouri, in der sie als nicht genug „ladylike“ abgestempelt wurde, erhielt sie schliesslich im Cold Spring Harbor Laboratory in New York eine Stelle als freie Forscherin auf Lebenszeit. Diese auf sie zugeschnittene Position ermöglichte ihr, ihre Kreativität ungehindert auszuleben und sich komplett auf ihre Forschung zu fokussieren. Der Schwerpunkt ihrer Forschung war ihr Lieblingsorganismus, die Maispflanze.
Ein „Gefühl für den Organismus“ und die Entdeckung der Transposons
Maiskolben haben die interessante Eigenschaft, dass jedes einzelne Maiskorn ein individueller Nachkomme der Mutterpflanze ist. Maiskörner vom gleichen Kolben sind also Geschwister, und ihr genetischer Code ist zwar sehr ähnlich, weist aber trotzdem Unterschiede auf. Diese kleinen Unterschiede und Mutationen können einen Einfluss auf äusserlich sichtbare Merkmale haben, etwa die Färbung der Körner. Barbara McClintock machte sich dies zunutze, um die Vererbung im Mais zu studieren. Sie forschte an einer Maisvariante, in der drei verschiedene Färbungen vorkommen.
A feeling for the organism ist der Titel einer Biografie über Barbara McClintocks und bezieht sich auf das tiefe Verständnis der Forscherin für ihre Studienpflanzen und deren Genom, das sie in ihrer jahrelangen akribischen Arbeit erlangte.
Durch akribisch geführte Experimente konnte sie aufzeigen, dass diese Färbungen darauf zurückzuführen sind, dass gewisse Regionen im Genom mobil sind. Diese mobilen Regionen sind in der Lage, sich selbst aus einer Stelle im Genom auszuschneiden und dann an einer anderen Stelle wieder einzufügen. Heute kennen wir diese Regionen unter dem Namen „Transposons“. Dies war eine aussergewöhnliche Entdeckung, da man zu jenem Zeitpunkt davon ausging, dass das Genom in einem Individuum unveränderlich ist.
Vom unerkannten Genie zum Nobelpreis
Barbara McClintock entdeckte nicht nur die Transposons, sondern machte viele weitere bahnbrechende Entdeckungen in der Genetik. Ihre Ideen wurden von vielen Forschenden jedoch lange nicht akzeptiert. Ihre Denkweise wich von den bestehenden Mustern ab, und sie war vielen ihrer Kollegen intellektuell überlegen. Aus Ignoranz und Unverständnis, aber auch einer guten Portion Sexismus wurden McClintocks Ideen von vielen ihrer Kollegen belächelt und als unsinnig abgetan. In den folgenden Jahren zog sie sich aus wissenschaftlichen Interaktionen zurück und publizierte kaum mehr. Jedoch forschte sie weiter und konnte mit der Zeit die wissenschaftliche Gemeinschaft von ihren Ideen überzeugen. Vier Jahrzehnte nachdem sie ihre Thesen aufgestellt hatte und nachdem diese durch Experimente bestätigt worden waren, erhielt Barbara McClintock als bisher einzige Frau für ihre bahnbrechende Arbeit einen ungeteilten Nobelpreis in Medizin.
Weichenstellung in der Transposon-Forschung
Barbara McClintock erkannte schon früh die möglichen Einflüsse von Transposons. Sie beschrieb Transposons als wichtige Mutatoren (also „Veränderer“), die zwar das Potential haben, einen grossen Schaden im Genom anzurichten, aber in vielen Fällen auch einen positiven Einfluss auf die Fitness eines Organismus haben können. Als die Existenz von Transposons endlich in breiten wissenschaftlichen Kreisen anerkannt wurde, wurde ein positiver Einfluss allerdings ausgeschlossen, und Transposons wurden mit negativen Namen wie „junk DNA“ oder „selfish elements“ beschrieben. Dass Transposons einen positiven Einfluss haben können, die Anpassung an neue Umgebungen fördern können und sogar zur Bildung von neuen Arten beitragen können, ist erst seit kurzem breit akzeptiert.
Inzwischen häufen sich Beispiele, in denen sich Pflanzen, Tiere oder Pilze durch das Einfügen von Transposons besser an ihre Umwelt angepasst haben. Blutorangen und rote Äpfel haben sowohl die rote Farbe wie auch eine grössere Kälte-Resistenz durch das Einfügen von Transposons erhalten. Die Entwicklung der Gebärmutter in Säugetieren wäre ohne Transposons nicht möglich gewesen, und eine gewisse Mobilität von Transposons ist wichtig, damit sich das Hirn eines menschlichen Embryos korrekt entwickelt. Viele Pilze profitieren von Transposons, um sich besser an ihre Wirtspflanzen anzupassen oder um eine Resistenz gegen Fungizide zu entwickeln, und Transposons tragen zur Anpassung von Arten an den Klimawandel bei. Auf der anderen Seite spielen Transposons aber auch eine wichtige Rolle bei verschiedenen Krankheiten wie Alzheimer oder Krebs. Heute gibt es eine breite Bewegung in der Wissenschaft, die sich dafür einsetzt, Transposons in allen Organismen zu untersuchen. Mit besseren rechnerischen Methoden in der Bioinformatik wird dies auch zunehmend einfacher; doch das von Barbara McClintock eröffnete Gebiet ist noch lange nicht restlos erforscht.
Barbara McClintock wurde von denjenigen, die sie kannten, als grosszügige Mentorin und fanstatische Kollegin beschrieben, die ihren eigenen Kopf hatte und die Dinge immer etwas aus einer anderen Sicht betrachten konnte. Dies half ihr dabei, aus altbekannten Denkmustern auszubrechen und neue Theorien aufzustellen. Sie war eine Person, die gut allein sein konnte, aber auch immer für andere da war, und sie war berühmt für ihren Humor und eine gewisse spitzbübische Art. Obwohl Barbara McClintock einen schweren Stand hatte und ihre Thesen von einigen ihrer Kollegen am Anfang nicht ernst genommen wurden, war ihr scharfer Intellekt von vielen anderen sehr geschätzt, und ihre Leidenschaft für die Forschung wurde durch negative Interaktionen nicht gedämpft. Barbara McClintock war eine Wissenschaftlerin, die unglaubliche Kreativität, Motivation und Forscherwillen an den Tag legte. Bis heute ist sie eine Inspiration für viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, weit über die Forschung an Transposons hinaus. Ihr Geburtstag, der 16. Juni, wird weltweit als Transposon-Tag gefeiert.