Fast ein Jahr ist es her, dass Wissenschaftler feierlich die Entschlüsselung des menschlichen Erbguts verkündeten. Nie zuvor war ein Forschungsergebnis mit so viel Glanz und Gloria von Medien und Politikern gefeiert worden. Dabei hatte das Resultat viele Biotech-Gläubige eher enttäuscht: Es kam heraus, dass der Mensch wahrscheinlich nur 30 000 bis 40 000 Gene in seinen Zellen trägt.

Folglich bedurfte es vielleicht nur einer zahlenmäßigen Verdopplung der Erbanlagen, um den evolutionären Sprung von der faule Äpfel oder Pflaumen befallenden Fruchtfliege zum Menschen zu bewerkstelligen. Die Gene allein können also nicht erklären, wie die ungeheure Komplexität des Lebens entsteht, wie drei Milliarden schlichter DNS-Bausteine eine Sarah Connor oder einen Edmund Stoiber ergeben.

Spätestens da war klar: Nicht im Genom liegt »Biotechs nächster heiliger Gral« ("Business Week"), sondern im Proteom, der Gesamtheit der Eiweißmoleküle mit all ihren Eigenschaften und Funktionen. Wissenschaftler, Firmen, Risikokapitalgeber - sie alle warfen sich auf jene brandneue Forschungsrichtung, die einen Milliardenmarkt versprach: die Proteomik.

Proteine, die Erzeugnisse der Gene (siehe Grafik), sind die wahren Macher in den Zellen: Sie verdauen, verbinden, ernähren, transportieren, stützen, und sie vernichten Eindringlinge. Insulin, der große Zuckerregulierer, gehört ebenso zu den Proteinen wie einige Hormone, die den weiblichen Zyklus steuern, oder jene Stoffe im Gehirn, welche die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit verursachen.

Nun haben Forscher aus Deutschland vom »European Molecular Biology Laboratory« (EMBL) und seiner Firmen-Ausgründung »Cellzome« in Heidelberg einen Meilenstein in der Proteomik erreicht: Vorigen Mittwoch präsentierten Giulio Superti-Furga und Peer Bork in Berlin eine erste umfangreiche Karte, die zeigt, wie Proteine in einer Hefezelle wechselwirken. Die Hefe-Karte der Heidelberger zierte am Donnerstag sogar den Titel des renommierten Wissenschaftsmagazins »Nature«.

Innerhalb eines Jahres haben die Wissenschaftler von EMBL und Cellzome mit speziellen molekularbiologischen Angelhaken rund 600 Eiweißmoleküle aus gut gefütterten, wachsenden Hefezellen herausgefischt - und zwar mitsamt Anhang. Denn die meisten dieser Eiweiße lagern sich mit einigen ihrer Vettern und Kusinen aus der vielleicht Zehntausende Mitglieder zählenden Familie der Proteine zu Verbänden zusammen. »Proteine sind erstaunlich sozial«, sagt Superti-Furga.

Der italienische Wissenschaftler und seine Kollegen fanden 232 solcher Multiprotein-Verbände, bestehend aus 1440 verschiedenen Eiweißen. Diese Proteinteams aus durchschnittlich zwölf und höchstens 83 Eiweißen erledigen verschiedene Aufgaben in der Zelle: Die einen steuern die Zellteilung, die nächsten verwandeln Nährstoffe in Energie für die Zelle, wieder andere transportieren Stoffe durch die Zellmembran nach draußen.

»Maschinen« nennt Superti-Furga die Protein-Komplexe und hat dabei den bewundernden Unterton, mit dem Jungs von einem neuen Bugatti schwärmen. Die meisten dieser Biomaschinen, erklärt er, treten wiederum mit anderen in Wechselwirkung - etwa, indem sie eines ihrer Proteine gemeinsam nutzen. So entsteht ein gigantisches Eiweißnetz.

Tatsächlich bilden sich in der Hefezelle weit mehr Proteinteams, als die Biologen enträtselt haben. Aber die Heidelberger Forscher hatten sich von Anfang an nur auf einen Ausschnitt des gesamten Hefe-Proteoms beschränkt - auf solche Eiweiße nämlich, die denen des Menschen ähneln.

Genau da liegt die große Hoffnung, nicht nur der Start-up-Firma Cellzome, sondern aller Proteomiker: Eiweißmaschinen und deren Wechselwirkungen auch beim Menschen zu identifizieren - und Medikamente exakt darauf zuzuschneiden.

»Nehmen Sie zum Beispiel das Protein, das mit der Entstehung von Brustkrebs in Verbindung gebracht wird«, erklärt Superti-Furga. »Es ist riesig, kein gutes Zielmolekül für Medikamente.« Wenn man nun aber sehen würde, welche Eiweiße daran binden, etwa Enzyme, könnte man versuchen, irgendwie bei diesen Andockpartnern anzusetzen.

Das Fernziel derartiger Pharmaforschung besteht darin, so Bork, aus all diesen Daten eine Art virtuelle Zelle zu schaffen: ein »Cybernom«. Ein Computermodell sämtlicher biologischer Vorgänge und aller Moleküle in allen Geweben des Körpers stellt er sich vor. Den Rechner muss man nur noch füttern, etwa mit einem neuen pharmakologischen Wirkstoff, und kann dann sofort ablesen, welche Nebenwirkungen dieser hat, wie wirksam er bindet, wo er angreift.