Schlagwort: enzym

Mary MacArthur

20. Jhdt.

Mary MacArthur (Link Englisch) kam in Glasgow, Schottland zur Welt und immigrierte als Kind mit ihren Eltern nach Pugwash, Nova Scotia, in Kanada. Schon früh interessierte sie sich für Botanik.

1933 machte sie zunächst ihren Bachelor of Science an der Acadia University in Nova Scotia, vier Jahre später beendete sie ihr Studium mit einem Doktortitel am Radcliffe College in Massachusetts, USA. Für ein Jahr blieb sie in den Vereinigten Staaten und arbeitete als Assistenzprofessorin für Botanik an einem Frauencollege in Elmira, New York.

1938 begann sie als Agrarwissenschaftlerin an der Central Experimental Farm in Ottawa – die inzwischen Frauen nicht nur als Tagelöhnerinnen einstellte – in der Abteilung für Gartenbau zu arbeiten und war damit eine Nachfolgerin (oder Kollegin?) von Isabella Preston, Züchterin der Creelman-Lilie. Ihre Spezialität war hier die Histologie (Gewebelehre) und Zellbiologie.

Mary MacArthur wurde zur führenden Persönlichkeit in der Erforschung des Dörrprozesses von Obst und Gemüse. Im Jahr 1941 führte sie an der CEF über 2.000 Experimente durch, um die optimalen Vorgehen beim Trocknen von pflanzlichen Lebensmitteln zu ermitteln. Diese Forschung war wichtig für Kriegszwecke, da Kanada gedörrtes Obst und Gemüse für die eigenen Truppen im Zweiten Weltkrieg nach Europa verschiffte. MacArthur untersuchte die Möglichkeiten, welche und wie Enzyme vor dem Dörren inaktiviert werden können, da diese für Zersetzungsprozesse verantwortlich sind. MacArthur fand unter anderem heraus, dass Gemüse zunächst blanchiert werden muss, bevor es als Trockennahrung verwertet werden kann. Ihre Forschungsarbeit sorgte dafür, dass die Menge und vor allem der Nährstoffgehalt kommerziell gedörrten Kohls, Karotten, Kartoffeln und Rüben für die Truppenversorgung gesteigert werden konnte.

Gegen Ende des Zweiten Weltkriegs nahm sie auch die Erforschung von Tiefkühlprozessen wieder auf, die der Krieg unterbrochen hatte. Schon Anfang 1945 veröffentlichte sie eine Arbeit über die Tiefkühlung von abgepacktem Spargel, Erdbeeren und Mais. Daraus entstand eine Broschüre für Privathaushalte über die optimale Verwendung von Tiefkühlung als Lebensmittelaufbewahrung. Vier Jahre später fasste Mary MacArthur die Erkenntnisse ihrer Forschung auch für eine Broschüre für die Lebensmittelindustrie zusammen.

Sie war 1952 die erste Frau, die als Mitglied des Agricultural Institute of Canada (Link Englisch/Französisch) aufgenommen wurde. Bis 1955 assistierte MacArthur dem Leiter der Gartenbauabteilung der kanadischen Regierung. Danach verliert sich ihre Spur.

35/2020: Flossie Wong-Staal, 27. August 1946

Flossie Wong-Staal kam als Wong Yee-ching in Guangzhou, China, zur Welt. Nachdem 1949 die Kommunistische Partei Chinas den Bürgerkrieg gewonnen hatte, flohen viele Chinesen nach Hongkong, so auch Wongs Familie im Jahr 1952. Dort besuchte Yee-ching eine römisch-katholische Eliteschule, an der sie besonderes Interesse an und hervorragende Leistungen in den Naturwissenschaften zeigte. Ihre Lehrer empfahlen ihr, nach dem Abschluss für ein Studium in die USA zu gehen und sich dafür einen englischen Namen zuzulegen. Sie wollte keinen gewöhnlichen Namen, also wählte ihr Vater den Namen Flossie für sie nach einem Typhoon (oder mehreren), der China getroffen hatte.

Als Flossie Wong begann die 18-jährige 1964 ihr Studium an der University of California, Los Angeles, in dem sie vier Jahre später ihren Bachelor of Science in Bakteriologie machte, weitere vier Jahre arbeitete sie anschließend auf ihren Doktortitel in Molekularbiologie hin. Sie heiratete in dieser Zeit ihren Kommilitonen Stephen P. Staal und promovierte als Flossie Wong-Staal 1972 mit einer Dissertation über die Unterschiede im Ergbut von mutierten und wildlebenden Tabakpflanzen.

Im folgenden Jahr schloss sie sich in Bethesda, Maryland, dem Virologen Robert Gallo am National Cancer Institute an, um an Retroviren zu forschen, die zu diesem Zeitpunkt noch eine Theorie waren. Insbesondere die Vorstellung, dass Krebs von Viren ausgelöst werden könnte, wurde von der Wissenschaft größtenteils abgelehnt. Das Team um Gallo entdeckte jedoch 1980 die Viren HTLV-1 und HTLV-2 (Humanes T-lymphotropes Virus 1 und 2) als Auslöser von Krebsformen; Wong-Staal war nach der Isolation des Virus für die Sequenzierung seines genetischen Aufbaus verantwortlich. Diese Viren hatten Eigenschaften mit einem neuen Virus gemein, das sich zu dieser Zeit in den USA ausbreitete, nämlich die sexuelle Übertragbarkeit und den Befall der T-Lymphozyten, dem sich das Team folgerichtig als mögliches HTLV-3 widmete. Wong-Staal übernahm 1982 die Leitung der Abteilung für Molekulargenetik der Hämatopoetischen Stammzellen am NCI, ein Jahr später gelang es ihr und Gallo, das HTLV-3 als HI-Virus und Auslöser von AIDS zu identifizieren. Zur gleichen Zeit wurde in Frankreich das Virus als LAV identifiziert, von Luc Montagnier und Françoise Barré-Sinoussi (die ich in der KW 31/2020 kurz erwähnte). Die genauen Abläufe, wer welche Erkenntnisse zu welchem Zeitpunkt eigenständig hatte oder eventuell Ergebnisse gestohlen oder sich angeeignet hatte, wurden zum langwierigen Rechtsstreit zwischen den Wissenschaftlern.

Einen weiteren entscheidenden Schritt in der Erforschung des HI-Virus machte Wong-Staal bereits im nächsten Jahr, 1984, als sie die Molekularstruktur des Virus analysierte und es klonte. Sie trug damit bei zu einem besseren Verständnis seiner langen Latenzzeit, warum also nach einer HIV-Infektion so lange Zeit vergeht, bis die Erkrankung AIDS ausbricht. Ebenso war die Kenntnis seiner Struktur eine wichtige Grundlage für die Entwicklung eines ersten Tests, der eine Infektion im Blut nachweisen konnte.

Im Jahr 1990 war Flossie Wong-Staal die am vierthäufigsten zitierte Wissenschaftlerin unter 45 Jahren. Sie kehrte nach Kalifornien zurück, um an der University of California San Diego den ‚Florence-Seeley-Riford-Lehrstuhl für AIDS-Forschung zu übernehmen. Hier konzentrierte sie sich auf die Erforschung der Gene des HI-Virus, die für die Reproduktion und Aktivität verantwortlich sind; diese Erkenntnisse sollen zur Entwicklung eines Impfstoffes beitragen. Im Zusammenhang mit dieser Arbeit war sie 1992 Mitbegründerin des Pharmazeutikunternehmens Immusol.

Als 1994 das Center for AIDS Research (CFAR, Link Englisch) der Universität in San Diego gegründet wurde, übernahm Wong-Staal die Leitung der Institution. Auch hier war die endgültige Heilung einer HIV-Infektion das Ziel der Forschung; am CFAR zielte Wong-Staal auf eine mögliche Gentherapie ab, bei der Ribozyme (RNA-Moleküle, die sich wie Enzyme verhalten, also andere Moleküle spalten) als ‚molekulares Messer‘ auf die genetische Strutur des HI-Virus angesetzt werden, um das Virus in Stammzellen zu unterdrücken.

Erklärung der Funktionsweise von Gentherapie (Swiss Academy of Sciences SCNAT)

Außerdem war sie mit ihrem Team beteiligt an der Erforschung des Tat-Proteins (Link Englisch), einem Protein spezifisch für HIV-1, und welche Wirkung es auf das Wachstum in Zellen des Kaposi-Sarkoms (CN Bilder) hat, einer Form des Hautkrebs, die besonders AIDS-Patienten befällt. Ihre Erkenntnisse führten zur Entwicklung von Behandlungen gegen dieses Symptom.

Mit 56 Jahren setzte sich Flossie Wong-Staal 2002 von ihrer Lehrtätigkeit an der Universität zur Ruhe, sie behielt jedoch ihre Position als Forschungsprofessorin bis zu ihrem Tod inne. In diesem Jahr wurde sie vom Discover Magazin als eine der ’50 Most Important Women in Science‘ (Link Englisch)*) gelistet. Sie wurde Chief Scientific Officer in ihrem Unternehmen Immusol, als sich der Schwerpunkt des Unternehmens auf Medikamente und Impfstoffe gegen Hepatitis C verlagerte, veranlasste sie eine Umfirmierung als iTHerX Pharmaceuticals.

2007 nannte der Daily Telegraph sie als 32. der ‚Top 100 of Living Geniuses‘, 2019 wurde sie in die National Women’s Hall of Fame aufgenommen. Sie verstarb erst vor kurzem, am 8. Juli 2020, im Alter von 73 Jahren – an einer Lungenentzündung, die nicht im Zusammenhang mit dem Corona-Virus SARS-CoV-2 stand. Die New York Times schrieb einen Nachruf, in dem ihr Kollege (und zeitweise auch privater Partner) Robert Gallo einige Einblicke in ihre Persönlichkeit gewährt.

In diesem sehr ausführlichen Interview von 1997 für das Oral History Archiv der National Institutes of Health (NIH) geht es zwar teilweise in sehr anspruchsvollem Fachenglisch um wissenschaftliche Aspekte ihrer Forschung und einige innerbehördliche Faktoren, Wong-Staal erzählt jedoch auch von ihrer Perspektive auf den Konflikt um die Erstentdeckung des HI-Virus, außerdem erwähnt sie Anthony Fauci und seine wichtigen Erkenntnisse bezüglich der Behandlung von AIDS und betont, wie wichtig der wissenschaftliche Austausch zwischen allgemeiner Medizinforschung und der spezifischen Erforschung einzelner Erreger ist. So dienen auch gerade jetzt viele der Erkenntnisse der Virologin zum HI-Virus als Grundlage der Erforschung von SARS-CoV-2 und der Entwicklung eines möglichen Impfstoffes.

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Ebenfalls diese Woche

24. August 1862: Zonia Baber (Link Englisch)
Die US-amerikanische Geowissenschaftlerin entwickelte moderne Lehrmethoden für Geografie und Geologie.

24. August 1890: Margaret Levyns (Link Englisch)
Vegetationsgeografie, Botanik und Taxonomie waren die Gebiete dieser Südafrikanerin, die als erste Frau einen Doktortitel an der Universität Kapstadt verliehen bekam.

24. August 1942: Karen Uhlenbeck
Im vergangenen Jahr (2019) wurde dieser US-amerikanischen Mathematikerin als erster Frau der Abelpreis verliehen.

26. August 1862: Marion Bidder (Link Englisch)
Als erste Frau hielt diese britische Physiologin 1895 einen Vortrag vor einer Royal Society.

26. August 1881: Alice Wilson
Sie arbeitete als erste Frau in Kanada auf dem Gebiet der Geologie; zeit ihres Lebens hatte sie mit sexistischer Benachteiligung zu kämpfen.

26. August 1918: Katherine Johnson
Auf ihrer Geschichte – neben der ihrer Kolleginnen Dorothy Vaughan und Mary Jackson – beruht der Film Hidden Figures (auch bei Filmlöwin rezensiert). Die Mathematikerin trug mit ihren Berechnungen zum erfolgreichen Ablauf des Mercury-Programms und der Apollo-11-Mission bei.

29. August 1863: Margaret Clay Ferguson (Link Englisch)
Die US-amerikanische Botanikerin war 1929 die erste weibliche Präsidentin der Botanical Society of America (Link Englisch).

*) 6 von den Frauen (mit Flossie Wong-Staal: 7) habe ich hier auf frauenfiguren auch bereits besprochen:
Shirley Ann Jackson
Barbara Liskov
Shannon Lucid
Vera Rubin
Emmy Noether
Cecilia Payne-Gaposchkin

33/2020: Gerty Cori, 15. August 1896

frauenfiguren gerty cori
By National Library of Medicine, Images from the History of Medicine, B05353, Public Domain

Gerty Cori kam in Prag als Gerty Radnitz zur Welt; ihr Vater, Otto Radnitz, war ein Chemiker, der eine Methode zur Raffination von Zucker erfunden hatte und nun eine eigene Zuckerfabrik leitete, ihre Mutter, Martha geborene Neustadt, war eine kulturell interessierte Frau, die mit Franz Kafka befreundet war. Gerty und ihre beiden jüngeren Schwestern erhielten zunächst Privatunterricht, bevor sie mit zehn Jahren auf das Lyzeum gingen.

Mit 16 Jahren wusste Gerty, dass sie Medizin studieren wollte, ihr fehlten bis dahin jedoch noch einige schulische Kenntnisse. Um diese einzuholen, lernte sie innerhalb eines Jahres die Inhalte von acht Schuljahren Latein und fünf Schuljahren Physik, Chemie und Mathematik. So bestand sie mit 18 Jahren die Aufnahmeprüfung für das Medizinstudium an der Deutschen Karl-Ferdinands-Universität Prag.

Im Studium lernte sie Carl Cori kennen. Die beiden verliebten sich und schlossen 1920 gemeinsam – nachdem Carl zwischenzeitlich im Ersten Weltkrieg eingezogen worden war – ihr Medizinstudium ab. Im gleichen Jahr heirateten sie, wofür Gerty vom Judentum zum Katholizismus konvertierte, und zogen nach Wien. Dort arbeitete Gerty als Assistenzärztin im Karolinen-Kinderspital und erforschte die Funktion der Schilddrüse bei der Regulation der Körpertemperatur. Außerdem schrieb sie mehrere Aufsätze zu Blutkrankheiten. Die Lebensumstände nach dem Krieg waren schwierig, oftmals fehlte es an Lebensmitteln, sodass Gerty sogar Augenprobleme entwickelte, die auf einen Vitamin-A-Mangel zurückzuführen waren. Zur gleichen Zeit wurde der Antisemitismus im Land immer offensichtlicher, sodass das Ehepaar Cori 1922 in die USA auswanderte.

Carl fand eine Anstellung beim State Institute for the Study of Malignant Diseases (heute Roswell Park Cancer Institute, Link Englisch), während Gerty zunächst weitere sechs Monate in Wien blieb, weil sie keine Anstellung fand. Sie zog jedoch schließlich nach und arbeitete mit ihrem Mann im Labor, obwohl der Leiter des Insituts sogar drohte, Carl Cori zu entlassen, wenn Gerty nicht aufhörte. Die beiden ließen sich nicht beirren und erforschten gemeinsam, wie Glucose mit Hilfe von Hormonen im menschlichen Körper verstoffwechselt wird. Das Ehepaar veröffentlichte in der Zeit in Roswell insgesamt 50 Aufsätze gemeinsam – wobei die- oder derjenige zuerst als Autor:in genannt wurde, der oder die die meiste Arbeit geleistet hatte – und Gerty Cori veröffentlichte noch elf weitere Schriften als alleinige Autorin.

1928 nahmen die Coris die amerikanische Staatsbürgerschaft an. Im Folgejahr stellten sie ihre Theorie vor, die ihnen schließlich den Nobelpreis einbringen sollte: den Cori-Zyklus. Dieser beschreibt den biochemischen Kreislauf im menschlichen Körper, mit dem Glucose in den Muskeln zu Lactat umgewandelt wird – Glykolyse genannt – , während gleichzeitig Lactat kurzzeitig in der Leber zu Glucose zurückgebildet wird – Gluconeogenese genannt. Diese Erkenntnis, wie die Verwertung von Zucker in den Muskeln funktioniert, sowie der Rolle der Leber dabei war eine wichtige Grundlage für das Verständnis und somit der Behandlung von Diabetes mellitus.

Diese junge Frau erklärt auf dem Kanal FitfürBiochemie den Cori-Zyklus für halbwegs in die Chemie Eingeweihte

Zwei Jahre, nachdem sie diese Theorie veröffentlicht hatten, verließen sie das Insitut in Roswell. Carl wurden mehrere Stellen ohne Gerty angeboten, eine Position in Buffalo lehnte er ab, weil sie ihm durchaus nicht erlauben wollten, mit seiner Frau zu arbeiten. Gerty wurde sogar ausdrücklich vorgeworfen, sie schade der Karriere ihres Mannes, wenn sie weiter mit ihm arbeite. Schließlich ging das Ehepaar Cori gemeinsam an die Washington University in St. Louis, Missouri, wo ihnen beiden Stellungen angeboten worden waren, allerdings in Gertys Fall in einer niedrigeren Position, mit folgerichtig schlechterer Bezahlung: Sie verdiente als Forschungsassistentin nur ein Zehntel von Carls Gehalt. Arthur Compton, zu dieser Zeit Rektor der Universität, machte für die Coris eine Ausnahme von der Nepotismus-Regel, mit der auch Maria Goeppert-Mayer Schwierigkeiten hatte. Bei ihrer gemeinsamen Arbeit an der Washington University entdeckten Gerty und Carl Cori das Glucose-1-phosphat, eine Form von Glucose, das in vielen Stoffwechselvorgängen eine Rolle spielt und auch nach ihnen Cori-Ester heißt. Sie beschrieben seine Struktur, identifizierten das Enzym, das den Cori-Ester katalysiert und bewiesen, dass Glucose-1-phosphat der erste Schritt in der Umwandlung des Kohlehydrats Glykogen zu Glucose ist, welche im Körper als Energie verwertet werden kann.

Gerty Cori erforschte zur gleichen Zeit auch Glykogenspeicherkrankheiten und identifzierte mindestens vier davon, die jeweils mit individuellen Enyzymdefekten zusammenhängen; die verhältnismäßig harmlose Typ III-Glykogen-Speicherkrankheit heißt nach ihr auch Cori-Krankheit. Sie war die erste Person, die nachwies, dass eine vererbte Krankheit mit einem Enzymdefekt zusammenhängen kann.

Nach 13 Jahren an der Washington University wurde Gerty Cori endlich außerordentliche Professorin und vier Jahre später, 1947, auch volle Professorin. Im gleichen Jahr erfuhr sie, dass sie an Myelosklerose litt, und wenige Monate später wurde ihr gemeinsam mit ihrem Mann und dem argentinischen Physiologen Bernardo Alberto Houssay der Nobelpreis für für Physiologie oder Medizin verliehen. Sie war insgesamt erst die dritte Frau mit einem Nobelpreis – Marie Curie und deren Tochter Irène Joliot-Curie waren die ersten beiden, die diesen Preis für Physik respektive Chemie erhalten hatten. Gerty Cori hingegen war nun die erste Frau, die in der Kategorie Physiologie und Medizin ausgezeichnet wurde.

Im Anschluss an diesen Erfolg wurde sie Fellow der American Academy of Arts and Sciences, als viertes weibliches Mitglied in die National Academy of Sciences gewählt sowie von mehreren anderen Societies aufgenommen, von Harry S. Truman wurde sie zum Ratsmitglied der National Science Foundation ernannt. Nachdem sie jahrzentelang gegen den Widerstand von Entscheidern unbeirrt mit ihrem Mann zusammengearbeitet hatte, wurde ihr nun zwischen 1948 und 1955 die Ehrendoktorwürde an fünf Universitäten verliehen – an der Boston University, am Smith College, an der Yale University, an der Columbia University und an der University of Rochester. Insgesamt gewann sie, zum Teil gemeinsam mit ihrem Mann, sechs hochdotierte wissenschaftliche Preise. Sie arbeitete noch weitere zehn mit immer schlechterer Gesundheit, bis sie am 26. Oktober 1957 an der Myelosklerose verstarb.

1998 wurde Gerty Cori in die National Women’s Hall of Fame aufgenommen. Das Labor an der Washington University, in dem sie gearbeitet hatte, wurde 2004 von der American Chemical Society (deren Mitglied sie war) zur Historic Landmark erklärt. Vier Jahre später brachte der US Postal Service eine 41-cent-Briefmarke ihr zu Ehren heraus. Krater auf dem Mond und der Venus sind nach ihr benannt und noch 2015 taufte das US Department of Energy den Hochleistungrechner im Berkeley Lab nach ihr, der als fünfter in der Liste der 500 leistungsfähigsten Computer rangiert.

Die Website des Nobelpreises führt selbstverständlich ihre Biografie (Link Englisch).

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Ebenfalls diese Woche

12. August 1898: Maria Klenova (Link Englisch)
Als Begründerin der russischen Meeresgeologie erforschte sie beinahe dreißig Jahre lang die Polarregionen und war die erste Frau, die vor Ort in der Antarktis arbeitete.

12. August 1919: Margaret Burbidge
Diese amerikanische Astronomin tauchte bereits im Beitrag über Vera Rubin auf; die erste weibliche Direktorin des Royal Greenwich Observatory forschte zu Quasaren und wie Rubin zur Rotation von Galaxien.

15. August 1892: Kathleen Curtis (Link Englisch)
Die neuseeländische Mykologin begründete die Pflanzenpathologie in ihrer Heimat; ihre Doktorarbeit schrieb sie über Kartoffelkrebs und sie beschrieb 1926 erstmalig einen Bovisten, der endemisch in Tasmanien und Neuseeland auftritt und heute vom Aussterben bedroht ist, den Claustula fischeri (Link Englisch).