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Prof. Dr. Eduard Christian Hurt - Gottfried Wilhelm Leibniz-Preisträger 2001

Lebenslauf

Geburtsdatum: 07.01.1955

Geburtsort: Hohenau/Bayern

  

Ausbildung und Abschlüsse 

1961 - 1965  Grundschule Passau-Auerbach

1965 - 1974 Adalbert-Stifter-Gymnasium in Passau

1974 - 1979 Studium der Biologie und Chemie an der Universität Regensburg

Dez. 1979 Staatsexamen in Biologie und Chemie

1980 - 1983 Doktorarbeit an der Universität Regensburg am Lehrstuhl Prof. Tanner im Labor von Prof. Hauska mit wissenschaftlichen Aufenthalten an der University of California in Berkely, Brookhaven National Laboratory, Long Island und Universität Bologna 

20.06.1983 Dr. rer. nat. verliehen durch die Naturwissenschaftliche Fakultät der Universität Regensburg

Juli - Dez. 1983 Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Gruppe von Prof. Dr. G. Hauska Dezember 

1984 "Kulturpreis Ostbayern" verliehen von der OBAG-Energieversorgung Ostbayern für die Doktorarbeit 

1984 - 1986 Postdoc mit einem EMBO Long Term Fellowship im Labor von Prof. Dr. G. Schatz, Biozentrum, Universität Basel, Schweiz 

1987 - 1994 Forschungs-Gruppenleiter am EMBL Heidelberg innerhalb des Zellbiologie-Programms

11.07.1990 Habilitation im Fach Biochemie an der Universität Regensburg, Fachbereich Biologie

26.05.1993 Ruf auf eine C 4-Professur im Fach Biochemie an der Universität Heidelberg

März 1994 Wahl zum Mitglied von EMBO

1995 - 1998 Sprecher der Studiengruppe "Molekulare Zellbiologie" innerhalb der GBM

seit 01.01.1995 C4-Professor an der Universität Heidelberg innerhalb der Medizinischen Fakultät 

seit 01.12.1997 Gutachter im Zentralen Auswahlauschuß der Alexander von Humboldt-Stiftung für das Fach "Molekulare Zellbiologie" 

seit 10.12.1998 Stellvertretender Direktor des Biochemie-Zentrums Heidelbergs (BZH) 

seit 01.01.2001 Mitherausgeber (Managing Editor) beim Journal of Cell Biology, Rockefeller Press/New York für das Forschungsgebiet "Nukleozytoplasmatischer Transport and Kernporen"

Forschungsschwerpunkte

Die Zelle ist wie eine Hightech-Fabrikanlage mit Montagehallen (Organelle), Förderbändern (molekulare Motoren) und Zell-Maschinen (Proteinkomplexe), welche die Güter der Zelle synthetisieren, verpacken und auf andere Fertigungshallen verteilen. Die Zellmaschinen sind sehr kompliziert aufgebaut und setzen sich aus vielen Bauelementen (z. B. den Proteinen) bzw. Modulen (den Proteinkomplexen) zusammen. Erst seit die Forschung moderne biochemische and genetische Methoden als Werkzeuge entwickelt hat, können wir diese zellulären Maschinen in ihre Bestandteile zerlegen und lernen dadurch, wie sie funktionieren. Die moderne Biochemie nimmt die extrem komplizierten Zellmaschinen auseinander, um ihre Funktion zu erforschen. In meiner wissenschaftlichen Forschung der letzten 20 Jahre habe ich mich mit dem Aufbau und der Entstehung von Zellorganellen und dem Stofftransport in Kompartimente wie Zellkern, Mitochondrien und Chloroplasten beschäftigt.

In meiner Doktorarbeit habe ich einen Membranproteinkomplex aus Chloroplasten gereinigt und charakterisiert, der Elektronen zwischen den beiden Licht-Reaktionszentren der Pflanzen transportiert; ich konnte eine evolutive Verwandtschaft von Cytochrom b/c-Proteinkomplexen von sowohl pflanzlicher, tierischer und bakterieller Herkunft aufzeigen und damit einen Hinweis auf die Universalität der Energiekonservierung zwischen Bakterien, Mitochondrien und Chloroplasten erhalten.

Nach meiner Doktorarbeit ging ich als Postdoc ins Labor von Gottfried Schatz am Biozentrum in Basel, um den Transport von Proteinen in die Mitochondrien zu studieren. Ich konnte 1984 zum ersten Mal zeigen, daß die kurze Präsequenz eines mitochondrialen Präkursors die gesamte Information für den mitochondrialen Import enthält. Das war ein wichtiger Hinweis, daß das Sortieren von Eiweißstoffen in die verschiedenen Kompartimente der Zelle nach dem "Postleitzahlen-Prinzip" abläuft.

Nach meiner Postdoc-Zeit wurde ich Ende 1986 Gruppenleiter am EMBL und seitdem beschäftige ich mich mit dem Zellkern und seinen Kernporenkomplexen. Die Kernporen sind in die Kernhülle eingebettet und funktionieren wie "Schleusen" für den Durchtritt unterschiedlichster zellulärer Frachtgüter. Wie gewaltig dieser "Verkehrsfluß" ist, zeigt die Tatsache, daß in jeder Minute mehr als eine Million Stoffe durch die ca. 3000 - 5000 Kernporen einer menschlichen Zelle geschleust werden. Dieser immense Verkehr ist essentiell für das zelluläre Leben, weil die Baupläne (Gene) für die Eiweißproduktion im Zellkern sind, während die Produktionsstätte der Eiweiße, die nach diesen Bauplänen arbeiten, das Zytoplasma ist. Demnach müssen die von den Genen abgeschriebenen "Gen-Transkripte" durch die Kernporen aus dem Zellkern ins Zytoplasma gelangen.

Das langfristige Ziel meiner Forschung ist es, ein vollständiges molekulares Verständnis über den Aufbau und die Funktion des Kernporenkomplexes zu erhalten, der eine supramolekulare Maschine darstellt. Nachdem viele Lebensprozesse wie Genexpression, Zellzyklus, Zelldifferenzierung und Embryonalentwicklung vom Kerntransport abhängen, ist es abzusehen, daß die Grundlagenforschung über die Kernporen auch medizinische Aspekte tangieren wird. So fand man in manchen Krebsarten veränderte Kernporen-Gene, die durch Chromosomentranslokationen entstanden sind. Dies deutet auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Kernporen und Krebsentstehung hin. Auch bei der Embryonalentwicklung spielen Kernporenproteine eine Rolle. So fand man bei Zebrafischen eine bestimmte Keimbahnmutation, bei der ein Kernporenbaustein betroffen ist, was zum Absterben des Embryos führte. Ein homologes Gen, das wir NIC96 nannten, wurde in meinem Labor entdeckt und erforscht.

 

Mit Hilfe eines genetisches Tricks gelang es uns, den Kernporenkomplex, der zu den kompliziertesten Strukturen innerhalb der eukaryontischen Zelle zählt, in seine vielen Einzelbausteine zu zerlegen, was biochemisch lange Zeit nicht möglich war. Dadurch waren wir auf eine Goldmine gestoßen. Parallel zur Genetik haben wir eine höchst effiziente biochemische Methode entwickelt, die es uns erlaubte, die zahlreichen Poren-Bausteine in einem einzigen Reinigungschritt aus dem Gemisch der abertausend zellulären Proteine aufzureinigen. Dieser Ansatz wird heute weltweit angewandt, um Proteinkomplexe effizient zu reinigen. Uns erlaubte diese Methode, die Genetik mit der Biochemie der Kernporen zu kombinieren, wodurch wir mehr als die Hälfte der insgesamt 30 Kernporen-Bausteine identifizieren und charakterisieren konnten. Die von uns entdeckten Nukleoporine haben die unterschiedlichsten Rollen. Sie vermitteln unter anderem den Eiweiß-Transport in den Zellkern, den Export von RNA aus dem Zellkern heraus, oder beteiligen sich am Aufbau der Kernporen.

 

Die große Herausforderung für die Zukunft wird es sein, die vielen verschiedenen Kernporenproteine sowohl funktionell wie strukturell in Beziehung zu bringen. Dazu müssen wir die biochemische Reinigung der Kernporenproteine weiter verbessern, um höher geordnete Komplexe zu erhalten. Nachdem die meisten Gene für Kernporenproteine zur Verfügung stehen, kommen wir unserem langfristigen Ziel langsam näher, die Kernporen im Reagenzglas wieder aufzubauen. Wir haben bereits begonnen, systematisch die Nukleoporine in E. coli zu exprimieren, um sie anschließend aufzureinigen, zu Komplexen zusammenzubauen und schließlich zu kristallisieren. Insbesondere die Methode der Kristallstrukturanalyse erlaubt es, die exakte Raumstruktur großer Biomoleküle durch die Röntgenstrahl-Beugungsanalyse zu bestimmen.

Eine anderes zentrales Ziel unserer Forschung ist es, die Kernporen-Bausteine mit den löslichen Transportfaktoren (man nennt diese Transport-Vehikel auch Importine bzw. Exportine, weil sie zwischen dem Zellkern und dem Zytoplasma hin- und herpendeln) zu entschlüsseln. Wir konnten bereits sehr interessante Einblicke erhalten, wie der von uns entdeckte mRNA Export-Faktor Mex67 die Boten-RNA aus dem Zellkern ins Zytoplasma transportiert. Die zahlreichen Boten-RNA Moleküle müssen allesamt ins Zytoplasma gelangen, wo sich die eiweißsynthetisierenden Maschinen (Ribosomen) befinden, die die Pauspläne der Gene ablesen können. Kurios ist, daß die Ribosomen selbst zunächst im Zellkern zusammengebaut werden, bevor sie durch die Kernporen ins Zytoplasma gelangen, um dort ihre Aktivität zu entwickeln. Auch hier konnten wir bereits die ersten Transportfaktoren, die Ribosomen aus dem Zellkern schaffen, identifizieren.

Insgesamt stehen wir immer noch vor einer Mammutaufgabe. Aber unsere Forschungsziele sind nicht mehr "Lichtjahre" von uns entfernt, sondern rücken näher und erscheinen greifbar. Unser Traum ist eine Art "Landkarte" der Kernpore mit einer Genauigkeit eines zehnmillionstel Millimeters. Dadurch würden wir Einblicke von atomarer Schärfe bekommen, wie der gewaltige Stofftransport zwischen zwei so wichtigen Kompartimenten einer Zelle wie dem Zellkern und dem Zytoplasma abläuft.