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Carell wurde 1966 in Herford geboren. Er studierte
Chemie an den Universitäten Münster und Heidelberg. Als Post-Doc
arbeitete er zwei Jahre am Massachusetts Institute of Technology (MIT)
in Cambridge, USA. Danach ging er als unabhängiger Gruppenleiter an
die Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) in Zürich, wo er 1999
habilitierte. Bereits ein Jahr später erhielt er einen Ruf als
Professor für Organische Chemie an die Philipps-Universität in
Marburg. 2004 wechselte Carell an die Ludwig-Maximilians-Universität (LMU)
in München, nachdem er ein Jahr vorher als jüngster Träger in diesem
Jahr die höchste Forschungsauszeichnung in Deutschland, den Gottfried
Wilhelm Leibniz-Preis, erhielt. International ist die Arbeitsgruppe
Carell eng mit Forschern in den USA und Frankreich sowie mit
israelischen Kollegen verbunden.
Carells Forschung beschäftigt sich vor allem mit
Reparaturprozessen an der DNA. Das extrem lange und fadenförmige
Nukleinsäure-Molekül trägt die genetische Information eines Organismus
in der Sequenz seiner Bausteine. Schwere Krankheiten können unter
anderem dann entstehen, wenn es zu Fehlern in dieser Abfolge kommt,
das DNA-Molekül bricht oder andere Schäden auftreten. Bei der
Replikation etwa, also der Synthese neuer, identischer DNA-Moleküle,
werden immer wieder falsche Bausteine eingebaut. Auch verschiedene
Substanzen, Viren, Bakterien und das Sonnenlicht können schädlich auf
das Erbmolekül wirken. So kommt es sehr häufig zu Fehlern in der
DNA-Sequenz oder anderen Veränderungen, die meist durch verschiedene
zelluläre Reparaturmechanismen behoben werden. Aber wie, wann und wann
diese lebensnotwendigen Vorgänge nicht ablaufen, ist sehr schwer zu
untersuchen. Denn viele der möglichen DNA-Schäden werden durch die
üblichen Untersuchungsmethoden selbst wieder verändert.
Wie stark die DNA tatsächlich angegriffen wird,
kann Carell ganz einfach verdeutlichen. "Pro Tag kommt es etwa zu
40.000 Schädigungen der DNA - pro Zelle!", berichtet er. Diese Zahl
alleine zeigt schon, wie effizient die körpereigenen Reparatursysteme
sein müssen: Immerhin überleben wir, meist sogar ohne schwerwiegenden
Erkrankungen wie etwa Krebs. Problematisch wird es dann, wenn ein
Fehler in der DNA eines der Reparatursysteme trifft. "Dann regnet es
einfach durch das Dach, weil die Dachdecker alle weg sind, die sonst
einzelne defekte Ziegel Stück für Stück gleich wieder ersetzen",
erklärt Carell. Je älter ein Mensch wird, desto höher ist die
Wahrscheinlichkeit, dass erst Reparatursysteme durch DNA-Schäden
stillgelegt werden, und dann andere Schäden im Erbgut etwa
unkontrolliertes Wachstum auslösen. Ohne beständige Ausbesserung der
DNA könnte nicht einmal eine vollständige und korrekte Zellteilung
ablaufen, und schon gar nicht ein Mensch überleben.
Wie wichtig diese Vorgänge sind, ist seit langem
bekannt. Trotzdem entzogen sich die zugrunde liegenden Mechanismen
ihrer vollständigen Entschlüsselung. Carell gelang es nun, diese
Prozesse der Analyse zugänglich zu machen, indem er defekte DNA selbst
schuf. Er und seine Mitarbeiter synthetisierten ein kurzes DNA-Stück,
das bereits einen genau definierten Fehler trug. Dieses
Ausgangsmolekül wird dann beispielsweise mit dem Enzym
zusammengebracht, das in der Zelle für die DNA-Replikation zuständig
ist. In einer internationalen Kooperation gelang es Carell und seinen
Mitarbeitern, das Nukleinsäurestück mit Reparaturenzymen zu
kristallisieren. Dadurch wurde der Komplex zugänglich für eine
detaillierte Untersuchung: Die Forscher konnten die Wanderung des
Enzyms und seine Reaktion auf den DNA-Schaden Schritt für Schritt
dokumentieren. Dies soll auch ein Schritt sein zur Entwicklung einer
gezielten Krebstherapie. Denn Carell will den Reparaturmechanismus der
Tumorzellen gezielt herunterfahren, um sie leichter angreifbar durch
Chemotherapeutika zu machen. Die von ihm entwickelten DNA-Stücke mit
eingebautem Fehler haben sich bereits als perfekte Bremsen für die
Reparatur erwiesen. "Wenn man weiß, wie Reparatur abläuft, weiß man
auch, wie man schaden kann", meint Carell. "Wir arbeiten deshalb
gezielt an Substanzen, die im Zellkern Schaden anrichten."
Professor Dr. Thomas Carell ist der jüngste in
einer Reihe von Philip Morris Forschungspreisträgern an der LMU. Im
Jahr 2003 wurden Professor Harald Weinfurter und sein Mitarbeiter Dr.
Christian Kurtsiefer für ihre Arbeit auf dem Gebiet der
Quantenkryptographie ausgezeichnet.
2001 ging der Preis an den Biologen Professor Dr.
Ralf Baumeister. Ein Jahr zuvor wurde der bereits 1998 geehrte
Physiker Professor Dr. Theodor W. Hänsch, Nobelpreisträger des Jahres
2005, zum zweiten Mal ausgezeichnet. Er erhielt den Preis zusammen mit
seinen Mitarbeitern Dr. Tilmann Esslinger und Professor Dr. Immanuel
Bloch. 1999 ging die Auszeichnung ebenfalls an zwei Physiker, nämlich
Professor Dr. Jochen Feldmann und Professor Dr. Ulrich Lemmer. 1993
wurden Professor Dr. Christoph Bräuchle für seine Arbeit an optischen
Speichermaterialien und Professor Dr. Wolfgang Heckl für seine
Forschung auf dem Gebiet der Nanotechnologie geehrt. 1983 schließlich
erhielt Professor Dr. Wolfgang Schröder die Auszeichnung für seine
Biotopforschung. (suwe) |
