Moden in der Forschung

Das Beispiel des Forschers Ernst Brücke zeigt, wie vielversprechende Forschungsansätze durch Moden vergessen werden

JOCHEN STADLER | aus HEUREKA 1/15 vom 08.04.2015

Bei den Vorbereitungen für den "Europäischen Muskelkongress" im vergangenen Herbst stieß der Salzburger Muskelforscher Stefan Galler auf eine Abbildung aus dem Jahr 1858. Diese Zeichnung ließ die Muskelfunktion schon erkennen, obwohl diese erst knapp hundert Jahre später wissenschaftlich beschrieben wurde.

Es handelt sich dabei um eine Zeichnung des Wiener Forschers Ernst Brücke. Er hatte Wasserkäfer-Muskelfasern im Polarisationsmikroskop gesehen und dargestellt. Man kann auf der Darstellung die im polarisierten Licht hellen und dunklen Streifen der Muskeln erkennen und wie sich die hellen Bereiche beim Anspannen verkürzen. Heute weiß man, dass die dunklen Streifen (A-Bande) aus Myosinfäden und dazwischen hineinragenden Aktinfäden bestehen. Die hellen Streifen (I-Bande) sind Aktinfäden, die bei der Kontraktion in die A-Banden hineingezogen werden.

Im Jahr 1954 entdeckten vier Forscher, dass in den quergestreiften Muskeln jeweils gleichlang bleibende Aktin- und Myosinfäden (-Filamente) ineinandergleiten und damit den Muskel verkürzen. Aus dieser Entdeckung entstand das so genannte Gleitfilamentmodell.

"Brücke hatte erkannt, dass die dunklen Querstreifen aus unzähligen, längs gerichteten Fäden bestehen. Doch das Gleitfilamentmodell lag ihm und seinen Nachfolgern noch fern, weil man lediglich von einem einzigen Muskel-Eiweißstoff wusste", erklärte Stefan Galler. Er forscht und lehrt im Fachbereich Zellbiologie an der Universität Salzburg. Die ersten Hinweise auf eine zweite Eiweiß-Komponente fanden Forscher wenige Jahrzehnte später, diese Spur wurde jedoch nicht weiter verfolgt.

"Denn aufgrund neuer Wissenschaftstrends war die Muskelforschung jahrzehntelang von negativen Entwicklungen geprägt", erklärt Galler.

Ende des 19. Jahrhunderts war man überzeugt, dass jegliche Bewegung auf dem gleichen Mechanismus beruhen müsse. Weil man in glatten Muskeln wie etwa jenen von Darm und Blutgefäßen und bei kriechenden Zellen keine Querstreifen sah, hielt man diese für nebensächlich. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts kam schließlich die Biochemie in Mode. Sie wollte alle Lebensfunktionen aus dem Zusammenspiel einzelner Moleküle erklären. Diese sind aber zu klein, um im Mikroskop sichtbar zu sein. Daher verschwanden die "alten" Mikroskopiestudien aus den Lehrbüchern, und niemand führte die Forschung fort.

Erst nach dem Zweiten Weltkrieg klärten die Physiologen Andrew Huxley und Rolf Nirdergerke sowie unabhängig davon der Biologe Hugh Huxley und die Zoologin Jean Hanson den Mechanismus der Muskelbewegung auf. Kurz zuvor hatte man entdeckt, dass mit Aktin und Myosin zwei unterschiedliche Eiweißstoffe beteiligt sind. Hugh Huxley hatte die Aktin-Myosin-Fäden mit einem Elektronenmikroskop sichtbar gemacht.

"So wie sich damals die Biochemie breitgemacht hatte und von vielen als der einzig wahre Forschungszweig in den Lebenswissenschaften angesehen wurde, passiert es heute mit der Molekulargenetik", stellt Galler fest. "Wer nicht mit molekularbiologischen Methoden arbeitet, wird häufig belächelt."

Dies schränke die Forschungsvielfalt ein. Was wiederum für den Fortschritt der Wissenschaft alles andere als förderlich sei, meint der Muskelforscher.

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