Der vergessene Entdecker der DNA

Als James Watson und Francis Crick 1953 die Doppelhelix-Struktur der DNA veröffentlichten, lösten sie ein schwieriges biologisches Problem und gaben den Menschen den Code des Lebens.

Hinter dieser Entdeckung stehen nicht nur Watson und Crick, sondern auch ein vergessener Mann: der Schweizer Biochemiker Friedrich Miescher.

Friedrich Miescher. Grafik: Việt Anh (nach einem Porträt von Miescher aus dem Jahr 1878 von Wikimedia)

Achtzig Jahre früher, im Jahr 1869, machte Miescher Experimente mit Eiterzellen von gebrauchten Verbänden. Dabei entdeckte er den wichtigsten Bestandteil der DNA: die Nucleinsäure.

Aber damals erkannte fast niemand ihre Bedeutung für die Vererbung. Man kann sagen, seine Entdeckung war ihrer Zeit Jahrzehnte voraus.

Heute gilt die Nucleinsäure als eines der vier wichtigsten Biomoleküle für das Leben – neben Lipiden, Kohlenhydraten und Proteinen.

„Wenn du an DNA denkst, beginnt alles mit Miescher“, sagt die Wissenschaftshistorikerin Neeraja Sankaran.

Wer war also Miescher, der vergessene Wissenschaftler?

Eine seltsame Substanz

Miescher wurde 1844 in Basel in der Schweiz geboren. Seine Familie hatte eine medizinische Tradition, dadurch wurde sein Interesse an Wissenschaft schon früh geweckt.

Er studierte Medizin, aber wegen eines Hörverlusts nach einer Typhus-Erkrankung in der Kindheit hatte er Angst, dass er kein guter Arzt werden könnte.

1868 zog Miescher nach Tübingen in Deutschland. Dort arbeitete er im Labor von Felix Hoppe-Seyler, einem berühmten Wissenschaftler, der die moderne Biochemie und Molekularbiologie begründete.

1869 untersuchte Miescher weiße Blutkörperchen. Er sammelte Eiter von gebrauchten medizinischen Verbänden, weil es schwierig war, weiße Blutkörperchen aus Lymphknoten zu isolieren, aber in Eiter von Infektionen fand er sie in großer Menge.

Der Molekularbiologe Ralf Dahm (Institut für Molekularbiologie, Deutschland) sagt, Miescher hatte „ein ehrgeiziges Ziel: das Leben auf chemischer Ebene zu verstehen, wie Moleküle das Leben bilden“. Die Forschung an weißen Blutkörperchen war ein idealer Anfang, weil „weiße Blutkörperchen anders als andere Zellen nicht in einem Gewebe bleiben, sondern sich überall bewegen.“

Als Miescher mit der Forschung an weißen Blutkörperchen begann, kannte man schon drei grundlegende Biomoleküle: Lipide, Kohlenhydrate und Proteine. Aber Miescher fand eine Substanz, die ihn verwirrte, weil sie nicht wie die anderen war.

Biochemisches Labor von Felix Hoppe-Seyler im Schloss Hohentübingen, Universität Tübingen – wo Friedrich Miescher 1869 „Nuclein“ entdeckte. Foto von 1879. Bild: Universitätsbibliothek Tübingen / Cold Spring Harbor Laboratory (dnalc.cshl.edu)

Um die geheimnisvolle Substanz zu identifizieren, benutzte er Pepsin, um Proteine zu zersetzen, Iod, um Kohlenhydrate zu erkennen, und Alkohol und Ether, um Lipide zu lösen. Aber alles half nicht. Die Substanz war weder Protein noch Lipid, sie war sauer und enthielt Phosphor in einem besonderen Verhältnis.

Er nannte die neue Substanz „Nuclein“, weil er sie aus den Zellkernen der weißen Blutkörperchen isolierte – dort ist unsere DNA.

Miescher wusste, dass er etwas Großes entdeckt hatte, und wollte, dass alle davon erfahren.

Hat ein Schüler ihm die Anerkennung gestohlen?

Aber der Weg zur Veröffentlichung war schwierig. Zuerst musste Miescher zwei Jahre warten, weil sein Professor Hoppe-Seyler die Ergebnisse prüfen wollte. Das war nötig, weil ein früherer Student von Hoppe-Seyler behauptet hatte, eine neue Substanz gefunden zu haben, aber es war ein Irrtum.

1871 veröffentlichte Miescher seine Entdeckung in einem Artikel mit dem Titel „Über die chemische Zusammensetzung der Eiterzellen“. Der Biologiehistoriker Kersten Hall (Universität Leeds, Großbritannien) sagt: „Schon der Titel macht keinen Appetit, weiterzulesen.“

Nicht nur der Titel war langweilig, Miescher versteckte die wichtigste Bedeutung seiner Entdeckung auf Seite 19 von 20 Seiten. „Man muss durch viele lange, trockene chemische Analysen von Zellen gehen, die einen vielleicht nicht interessieren, und dann merkt man, dass er gerade eine Revolution in der Biologie gemacht hat“, sagt Dahm.

Er hatte auch nichts Anschauliches, um andere zu überzeugen. Dahm sagt: „Zu Mieschers Zeit war DNA nur ein abstraktes Konzept. Es war ein Molekül, das irgendwo in der Zelle existieren sollte, aber niemand hatte es gesehen oder verstanden.“

Dahm erzählt von einem Brief, den Miescher schrieb: „Seit vielen Jahren muss ich mich daran gewöhnen, dass meine Arbeit sehr dringend ist, und jeden Abend fühle ich mich wie ein Schüler, der seine Lektion nicht gelernt hat.“ Das war das Gefühl, dass etwas unvollendet blieb.

1889, 20 Jahre nach Mieschers Entdeckung, prägte sein Schüler Richard Altmann den Begriff „Nucleinsäure“ für Nuclein. Laut Dr. Hall: „Ich denke, das war ein Versuch des Schülers, die Anerkennung des Lehrers zu übernehmen.“

Indem er einen anderen Namen für dasselbe DNA-Molekül einführte, argumentierte Altmann überzeugend, dass Mieschers Nuclein nicht dasselbe war.