Herausragende Forschung zu bioaktiven Naturstoffen

Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen, aus denen neue Antibiotika entwickelt werden können – unter anderem damit beschäftigt sich Christian Hertweck vom Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut – (Leibniz-HKI) in Jena. Für seine herausragenden Forschungsarbeiten erhielt Hertweck nun den Ernst Jung-Preis für Medizin 2021. Die mit insgesamt 300.000 Euro dotierte Auszeichnung wird jedes Jahr von der Hamburger Jung-Stiftung für Wissenschaft und Forschung an Spitzenforschende vergeben, deren Projekte zum medizinischen Fortschritt beitragen.

Viele Stoffe, die von Bakterien und Pilzen produziert werden, können Krankheiten oder Vergiftungen verursachen. Andere sind wiederum in der Lage, Infektionskrankheiten zu heilen und werden zum Beispiel als Antibiotika oder Antimykotika (Medikamente gegen Pilzinfektionen) verabreicht. Ziel von Christian Hertweck ist, sowohl krankmachende als auch pharmakologisch relevante Stoffe zu identifizieren. Mit seiner Forschung möchte er außerdem herausfinden, wie und warum Mikroorganismen diese bioaktiven Substanzen im ökologischen Kontext produzieren. Hertweck ist stellvertretender Direktor des Leibniz-HKI und Leiter der Abteilung Biomolekulare Chemie. Zudem hat er die Professur für Naturstoffchemie an der Friedrich-Schiller-Universität Jena inne.

Stille Gene aktivieren und unentdeckte Potenziale aufspüren

Auf der Suche nach neuen Naturstoffen untersucht Hertwecks Team die Interaktion von Mikroben untereinander und mit ihren Wirten. Neben chemischer Analytik und Synthese bedienen sich die Forschenden vor allem genetischer Methoden, wie dem sogenannten Genome Mining: „Viele Gene, die die Biosynthese von Wirkstoffen codieren könnten, bleiben unter Laborbedingungen still. Genome Mining bedeutet, dass wir gezielt nach solchen Genen suchen und sie anschalten“, erklärt Hertweck. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konzentrieren sich deshalb auf Mikroorganismen, deren metabolisches Potenzial – also die Fähigkeit, verschiedene Naturstoffe zu produzieren – bislang wenig beachtet oder übersehen wurde. „So gelingt es uns, beispielsweise Wirkstoffe zu identifizieren, die sonst vielleicht unentdeckt geblieben wären“, so der Biochemiker weiter. Um solche Naturstoffe zu optimieren, nutzt Hertwecks Gruppe zusätzlich die sogenannte gentechnische Rekombination: „Wir verändern ausgewählte Gene innerhalb des Biosynthese-Wegs. So erhöhen wir die Strukturvielfalt der Wirkstoffe und damit ihre Wirksamkeit“, erläutert Hertweck. Der 51-jährige Forscher verzeichnet mehrere international anerkannte Entdeckungen in der Wirkstoff-Forschung für sich. Seine Arbeiten zur Biosynthese von Wirkstoffen mit ungewöhnlicher Struktur haben weltweit für Aufsehen gesorgt.

Forschungsergebnisse würdigen

Christian Hertweck wurde bereits mit dem Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis ausgezeichnet. Nun erhält er auch den Ernst Jung-Preis für Medizin 2021 „Es ist mir eine große Ehre, den Ernst Jung-Preis verliehen zu bekommen, da ich mit dem Stifter Ernst Jung Philanthropie, Weltoffenheit und Großzügigkeit verbinde“, betont der Jenaer Wissenschaftler. „Die besondere Stiftungsphilosophie macht den Preis der Jung-Stiftung in meinen Augen besonders – dass vorausschauende, interdisziplinäre Forschung und freies Denken gefördert werden.“

Hertweck teilt sich den Preis zu gleichen Teilen mit dem Münchner Stoffwechselforscher Prof. Dr. med. Dr. h.c. Matthias H. Tschöp. Er erhält 150.000 Euro zur Würdigung und weiteren Förderung seiner Arbeiten.