Gregor Weiss – bezwingt Berge und Bakterien

Prix Schläfli 2021 Biologie

Gregor Weiss hat zwei Leidenschaften: Bergsport und Biologie. Was beide verbindet? Man kommt nur mit Ausdauer und Teamgeist ans Ziel. Das gilt auch für seine Arbeit zur körpereigenen Abwehr von Blasenentzündungen, die ihm den Prix Schläfli in Biologie beschert.

Prix Schläfli 2021: Gregor Weiss
Bild: Miki Feldmüller

Astrid Tomczak-Plewka

Irgendwann dämmerte es Gregor Weiss, dass er eigentlich am Sprachgymnasium fehl am Platz war. Dass er nämlich mit Sprachen, gar nicht so viel am Hut hatte, dafür aber umso mehr mit Naturwissenschaften. Verantwortlich für diese Erkenntnis war seine Chemielehrerin. «Sie hat mich an die Naturwissenschaften herangeführt», erzählt Gregor Weiss. Und der Gymnasiast fasste einen Entschluss: Er würde Chemie studieren. Allerdings nicht irgendwo, sondern an einem Ort, wo er seiner Leidenschaft, Skitouren, frönen könnte. Dieser Ort war Innsbruck. Besondere akademische Ambitionen hegte der Student nicht. «Ich hätte damals nie gedacht, dass ich mal promovieren würde», sagt er.

In Kalifornien wurde der Wissenschaftler in ihm geweckt

Das änderte sich erst, als er für einen Sommeraufenthalt als Forschungsassistent nach Kalifornien ging. Dort kam er erstmals in Berührung mit einer Technologie, die seinen weiteren Weg bestimmen sollte – die Kryo-Elektronenmikroskopie. Dabei werden biologische Proben schnell gefroren, es entsteht ein glasartiges Eis. Ein Verfahren für dessen Entwicklung der Schweizer Biophysiker Jacques Dubochet 2017 den Nobelpreis erhielt. «Das erlaubt es, Proben in ihrem natürlichen Zustand anzuschauen, ohne Fixierungs- und Kontrastmittel», erklärt Weiss.

In Kalifornien wurde im Bachelor-Studenten der Wissenschaftler geweckt. Nach seiner Rückkehr nach Innsbruck, einem zweiten Aufenthalt am California Institute of Technology, und dem Masterabschluss in Wien kam er als Doktorand an die ETH. Dort untersuchte er in seiner Dissertation das körpereigene Protein Uromodulin. Dieses schützt Menschen vor Harnwegsinfektionen, indem es E.coli-Bakterien neutralisiert. Wie das genau funktioniert, war allerdings bis zur Arbeit der interdisziplinären Zürcher Forschungsgruppe unbekannt. Sie konnte zeigen, dass die Bakterien bestimmte Zuckerketten auf der Oberfläche des Uromodulins erkennen und stark an diese binden.

Weiss leistete mit seinen Untersuchungen des Proteins mittels Kryo-Elektronentomografie einen wesentlichen Beitrag. Unter dem Mikroskop erkannte er, dass das Uromodulin lange Fäden, so genannte Filamente bildet, die durchschnittlich aus rund 400 einzelnen, aneinandergereihten Proteinmolekülen bestehen. Ein einzelnes Uromodulin-Filament kann an mehreren Pili, den fadenförmigen Fortsätzen der E.coli-Bakterien andocken. «Das neutralisiert die Erreger», erklärt Weiss.

Im Herzen ein Grundlagenforscher

Und dann erzählt er, wie er jeweils mit dem Velo vom Labor ins Spital gerast ist, um dort frische Urinproben von Patientinnen und Patienten abzuholen und dann möglichst schnell einzufrieren. «Diese Kollaboration mit dem Kinderspital, die ich aufgebaut habe, war das schönste für mich», sagt er. Seine Dissertationsarbeit könnte dabei helfen, Harnwegsinfekte präventiv und ohne Einsatz von Antibiotika zu behandeln, etwa mit kombinierten Zuckerpräparaten. «Das hat mich schon motiviert», räumt er ein. «Aber mein Ziel ist nicht primär die Entwicklung eines Medikaments. Mich fasziniert die Materie an sich. Im Herzen bin ich Grundlagenforscher.»

Ein Meilenstein in der Entwicklung der Kryo-Elektronentomografie

Der Prix Schläfli ist ihm eine «grosse Anerkennung und Ehre. Er hat mich darin bestätigt, dass meine fünfjährige Arbeit nicht umsonst war», sagt der 31-Jährige. Welche Bedeutung diese Arbeit hat, betont sein Betreuer Martin Pilhofer: «Sie ist ein Meilenstein in der Entwicklung der Kryo-Elektronentomografie für die Untersuchung von Patientenproben.»

Zurzeit baut Weiss eine eigene Forschungsgruppe an der ETH auf, im Juli wird die erste Doktorandin bei ihm einsteigen. Er möchte mit seinem Team an seiner Arbeit anknüpfen. «In meiner Dissertation habe ich gezeigt, wie sich der Körper gegen Harnwegsinfektionen wehren kann. Jetzt liegt unser Fokus darauf, wie sich die Bakterien organisieren, wie sie sich im Körper einnisten können.»

Man kommt nur als Team wirklich vorwärts

Wie viele andere träumt er davon, auch künftig seine eigenen Ideen weiterverfolgen zu können – am liebsten mit einer Professur. Vielleicht helfen ihm bei seiner akademischen Karriere die Erfahrungen aus dem Bergsport. «Manchmal scheint der Gipfel schon zum Greifen nah – und dann taucht plötzlich noch ein anderer Gipfel auf», sagt er. «Auch in der Wissenschaft gibt es viele Momente, die man nicht planen kann.» Eine weitere Parallele: «Am Berg ist man nie allein unterwegs, das funktioniert nicht. Auch in der Forschung kommt man nur als Team wirklich vorwärts.»

Dazu gehört

PreisträgerInnen Prix Schläfli 2021 (von links oben nach rechts unten): Gregor Weiss, Fabian Mahrt, Claudia Aloisi, Gabriel Dill
Prix Schläfli 2021 für die vier besten Dissertationen in den Naturwissenschaften

Der körpereigene Schutz vor Harnwegsinfektionen, eine neue Methode zur Quantifizierung und Bestimmung von Erbgutschäden, Beweise in der so genannten diophantischen Geomeotrie und die Frage, wie Russ aus Verbrennungsprozessen die Bildung

Bild: M. Feldmüller, G. J. Crescenzo, ETH Zürich / N. Pitaro, M. Bosshard

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