Der Molekularbiologe fand das Tor zum Erfolg

Der Forscher Michael Hall entdeckte ein Molekül, TOR, das Stoffwechselwege in der Zelle regelt. Diese Wege sind an der Entstehung von Krebs, Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen beteiligt.

Michael Hall zügelt im nächsten Jahr ins neue Biozentrum. Foto: Nicole Pont

Michael Hall zügelt im nächsten Jahr ins neue Biozentrum. Foto: Nicole Pont

Anke Fossgreen@Tamedia

Die Karriere von Michael Hall hat alles, was eine gute Story ausmacht. Die Kurzfassung: Hall stellt ein Dogma der Biologie auf den Kopf. Die Fachwelt zweifelt. Als die Forschergilde den Wert der Entdeckung erkennt, beginnt ein Wettrennen um den Ruhm. Hall gewinnt. Heute ist der schlanke 65-Jährige mit dem vollen von Silberfäden durchzogenen Haar ein Star in der Forschung. Hall selbst würde das freilich nie so formulieren, prahlerisch ist er nicht.

Hier im Biozentrum der Universität Basel hat Hall vor fast 30 Jahren eine bahnbrechende Entdeckung gemacht, die er mit seinem Team bis heute weiterverfolgt. Der Biologe hat ein wichtiges Molekül gefunden mit Namen TOR, das in der Zelle zahlreiche Signalwege regelt. Sind diese Abläufe gestört, kann das zu Krebs, Diabetes oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen führen.

Der Professor für Molekularbiologie empfängt die Besucherin in seinem Büro. Bücher und Ordner stehen in Reih und Glied im Regal, wissenschaftliche Veröffentlichungen liegen sorgsam gestapelt auf dem überdimensionierten Schreibtisch. Hall ist es gewohnt, über seinen Werdegang zu berichten. Auf Fragen zum Privatleben antwortet er kurz und routiniert, auf Fragen zur Forschung ausführlich und enthusiastisch.

Substanz von den Osterinseln

An der Wand hängt ein Ausstellungsplakat über «Rapa Nui», die Osterinseln. Der Grund: «Wir haben mit einem Stoff unsere Arbeit begonnen, den kanadische Forscher aus Bakterien isolierten, die sie in Bodenproben von den Osterinseln gefunden hatten», erzählt Hall die längere Version seiner Entdeckungen, die geprägt sind von harter Arbeit, glücklichen Zufällen und Rückschlägen. Der Stoff, Rapamycin, war ursprünglich als Antipilzmittel gedacht, zeigte dann aber die Nebenwirkung, das Immunsystem zu unterdrücken. «Damit wurde es interessant für die Organtransplantation», sagt Hall.

Das Gebiet machte in den 80er-Jahren grosse Fortschritte, als mit Cyclosporin das erste Immunsuppressivum auf den Markt kam. Wie diese Art von Substanzen jedoch wirkten, war völlig unklar. In Zusammenarbeit mit der Firma Sandoz (heute Novartis) wollte Halls «sehr cleverer» Postdoc, Joe Heitman, herausfinden, wie Cyclosporin oder Rapamycin molekularbiologische Mechanismen in der Zelle beeinflussen. «Unverständlich war aber den Kollegen, dass wir als Modellsystem Hefezellen nutzten, um zu erforschen, wie die Substanzen beim Menschen wirkten», sagt Michael Hall.

Er kam als Gruppenleiter von San Francisco nach Basel – zusammen mit seiner Frau, einer Französin, die er zuvor bei einem Forschungsaufenthalt in Paris kennen gelernt hatte. Basel sei damals «etwas rückständig» gewesen. Hall verdreht die Augen, wenn er an die nur drei Zügeltermine pro Jahr denkt. Inzwischen sei das nicht mehr so. Seine beiden Töchter sind in Basel aufgewachsen. An der Universität hat Hall aber von Anfang an die hervorragenden Forschungsbedingungen geschätzt.

Modell aus dem 3-D-Drucker: Der Proteinkomplex TOR. Foto: Nicole Pont

Das Projekt mit den Hefezellen war ein Glücksgriff. Halls Team fand einen grundlegenden Mechanismus. Das Rapamycin bewirkte, dass sich die Hefezellen nicht mehr teilen konnten – ebenso wie die Immunzellen. Die Basler entdeckten auch, warum: Rapamycin blockiert ein offenbar sehr wichtiges Enzym. Dieses Zielmolekül von Rapamycin nannten sie TOR («Target of Rapamycin»). «Wir dachten zunächst, dass Rapamycin über TOR die Zellteilung hemmt», beschreibt Hall die erste Fehleinschätzung. Als seine Mitarbeiter fanden, dass TOR daran beteiligt sei, wenn die Zelle neue grosse Moleküle herstellt, kam die Erleuchtung: TOR regelt nicht die Teilung der Zelle, sondern das Wachstum. Was für Laien nicht unbedingt weltbewegend klingt, war für die Biologen eine Sensation. Bis dahin glaubten sie nämlich, dass das Wachstum der Zelle ein unkontrollierter Prozess sei.

Hall nimmt ein Stück Papier und zeichnet einen Kreis, eine Zelle, dann zwei Kreise daneben, gleich gross. «Die Zelle teilt sich erst, wenn sie eine bestimmte Grösse erreicht hat, so entstehen zwei neue Zellen, die so gross werden wie die Ursprungszelle», so die Erklärung. Hall malt einen weiteren Kreis und daneben zwei kleine Kreise. «Dass sich die Zelle nach der Teilung halbiert und nicht wächst, gibt es nicht in der Natur», sagt er. «Sonst würden die Zellen ja nach einigen Teilungen verschwinden.»

Als sich bei den Biologen die Erkenntnis durchsetzte, dass tatsächlich das Zellwachstum reguliert wird, begann international ein Wettrennen, wer diese Mechanismen auch in menschlichen Zellen finden würde. Den Vorsprung von Halls Team konnte jedoch keine andere Gruppe einholen. Die Basler entdeckten immer mehr Signal­wege, an denen TOR beteiligt ist. Zeigte Hall bei seinen ersten Vorträgen noch in einer Übersicht eine Linie von zwei, drei Molekülen und TOR in der Mitte, so entwickelte sich das Bild, das er heute präsentiert, zu einem Netzwerk aus weitverzweigten Signalwegen. Es erinnert an den Stadtplan von Basels Altstadt, im Zentrum: TOR.

Hall ist in Puerto Rico geboren und verbrachte seine Jugend in Südamerika, wo er mit Spanisch und Englisch zweisprachig aufwuchs. Sein Vater war ein amerikanischer Geschäftsmann, seine Mutter arbeitete als Spanischlehrerin. Zurück in den USA interessierte sich Hall zwar für Kunst, studierte dann aber Naturwissenschaften. Der Weg führte ihn zum Erfolg. Hall ist für seine Arbeit vielfach ausgezeichnet worden. Diese Woche erhielt er den mit 100'000 Franken dotierten Charles-Rodolphe-Brupbacher-Preis für Krebsforschung in Zürich. «Der Preis ist eine grosse Ehre für mich», sagt Hall. Er bekam unter anderem den Lasker-Preis 2017 und den Breakthrough-Preis 2014 – und er wird als Nobelpreiskandidat gehandelt.

«Fame of Hall»

Über ein Wortspiel, das einst die «Basler Zeitung» verbreitete, muss er lachen. Sie bezeichnete den Ruhm des Professors als «Fame of Hall». Sich in der Ruhmeshalle, «Hall of Fame», ausruhen, möchte der Forscher aber noch nicht. Ihn drängt die Frage, warum einige Krebsmedikamente, die spezielle Signalwege in der Zelle angreifen, so schlecht wirken. Vielleicht wären Substanzen wie Rapamycin, die auch TOR hemmen, in einer Kombinationstherapie effizienter.

Zudem gelang seinem Team jüngst zusammen mit einer Gruppe von der ETH Zürich, die dreidimensionale Struktur des Komplexes zu entschlüsseln, den TOR mit zahlreichen anderen Proteinen bildet. Das bunte Modell aus dem 3-D-Drucker steht auf Halls Schreibtisch. Er nimmt es in die Hand und sagt: «Damit könnte ich nun in den Ruhestand gehen», fügt aber gleich an, dass die Forschung nicht nur ein Beruf für ihn sei, nie war, sondern auch sein Hobby.

Hall deutet aus dem Fenster des Büros im 5. Stock auf eine Baustelle: «Dort wird das neue Biozentrum gebaut», sagt er. «Im nächsten Jahr ziehen wir rüber.» Der Zügeltermin ist ihm aber egal.

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