Werben im Podcast: Der Code des Lebens

Die DNA ist nicht nur der "Bauplan des Lebens" und damit ein Informationsspeicher – sie kann auch als physisches Material genutzt werden: Beim DNA- und RNA-Origami lassen sich Moleküle gezielt zu winzigen Strukturen falten. Prof. Dr. Kerstin Göpfrich vom Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg und dem Max-Planck-Institut für Medizinische Forschung spricht darüber, wie DNA und RNA zu Bausteinen auf der Nanoskala werden, welche Anwendungen denkbar sind und wie weit die Forschung beim Bau künstlicher Zellen bereits ist. Und dabei geht es auch um eine ziemlich grundlegende Frage: Wann ist etwas eigentlich lebendig?

Genomdaten spielen eine immer größere Rolle in Diagnostik, Forschung und personalisierter Medizin. Umso wichtiger ist ein verantwortungsvoller Umgang mit diesen hochsensiblen Informationen. Die Datenschutzexpertin Dr. Vanessa González Ribao vom Deutschen Humangenom-Phänomarchiv (GHGA) erklärt die rechtlichen Grundlagen in Deutschland und spricht darüber, was Patient:innen wissen sollten, um eine informierte Entscheidung über die Weitergabe ihrer Daten treffen zu können.

Stammzellen sind wahre Allrounder der regenerativen Medizin: Sie können sich selbst erneuern und sich zugleich durch Ausdifferenzierung zu spezialisierten Zelltypen entwickeln. Lange Zeit ging man davon aus, dass das Gehirn eine Ausnahme darstellt und keine neuen Zellen ausbilden kann. Prof. Dr. Magdalena Götz von der Forschungseinrichtung “Helmholtz Munich” berichtet über Erkenntnisse, die das Gegenteil beweisen, sowie über die unterschiedlichen Arten von Stammzellen.

Wie kann Menschen geholfen werden, die an einer seltenen Erkrankung leiden und bei denen herkömmliche Behandlungsmethoden nicht wirken? Und welche Rolle spielen unsere T-Zellen dabei? In dieser Folge erläutert Prof. Dr. Julia Polansky vom “Berlin Institute of Health” an der Charité die Grundlagen des menschlichen Immunsystems und das Potential von Immuntherapien in der modernen, personalisierten Medizin.

Warum werden manche Menschen über 100 Jahre alt – während andere deutlich früher mit altersbedingten Erkrankungen kämpfen? Liegt es am Lebensstil, am Zufall – oder tatsächlich an unseren Genen? In dieser Folge tauchen wir mit Prof. Dr. Joris Deelen vom Leiden University Medical Center tief in die Genetik der Alterung ein und schauen uns zwei der am besten untersuchten Langlebigkeits-Gene genauer an: APOE und FOXO3.

Antisense-Oligonukleotide (ASOs) sind eine der spannendsten Entwicklungen der modernen Medizin. Diese kurzen künstlichen Nukleotid-Sequenzen können gezielt die Produktion krankheitsverursachender Proteine blockieren oder reparieren. PD Dr. Patrick Weydt erklärt uns, wie ASOs genau funktionieren, wo sie bereits erfolgreich eingesetzt werden und was die größten Herausforderungen sind.

Wie wird aus molekularer Forschung eine gezielte Therapie für ein krebskrankes Kind? Was genau macht ein Tumorboard und wie hilft ein Register Patientinnen und Patienten? In dieser Folge spreche ich mit Prof. Dr. med. Stefan Pfister vom Hopp-Kindertumorzentrum in Heidelberg über moderne Kinderonkologie und die enge Verzahnung von Forschung und Klinik.

Mosaike finden sich nicht nur in der Kunst, sondern auch in unserem Körper. Denn nicht alle Zellen unseres Körpers tragen exakt die gleiche DNA – sie enthalten unterschiedliche Mutationen. Aber warum ist das so? Und muss das zwangsläufig negativ sein? Darüber spreche ich in dieser Episode mit Prof. Dr. Jan Korbel vom EMBL in Heidelberg.

Viele von uns kennen mittlerweile Sprachmodelle wie ChatGPT, die in der Lage sind, die Struktur und Bedeutung unserer Sprache zu lernen und wiederzugeben. Aber wie sieht es mit der „Sprache“ unserer Zellen aus – der DNA? In dieser Folge spricht Dr. Anna Poetsch von der TU Dresden darüber, wie sie Modelle entwickelt, die helfen, die Geheimnisse der DNA zu entschlüsseln.

Warum wirken Impfungen bei Menschen mit Krebserkrankungen oft anders als bei Gesunden? Der Systembiologe Dr. Florian Wimmers von der Universität Tübingen spricht in dieser Folge darüber, wie sich Krebs und Krebsmedikamente auf das Immunsystem und die Impfantwort auswirken. Wir sprechen über Blutproben aus klinischen Studien, Mini-Organe im Labor und darüber, wie KI hilft, komplexe Zusammenhänge besser zu verstehen.

In Folge Z unserer Serie _ABC der Genetik_ geht es um die Z-DNA - eine ungewöhnliche Form der DNA, die jenseits der klassischen Doppelhelix existiert. Während die B-DNA stabil die genetische Information speichert, entsteht Z-DNA vorübergehend in aktiven Genabschnitten oder bei Zellstress und ermöglicht so die Regulation von Genen. Wir sprechen mit der Genetik-Expertin Prof. Dr. Julia Schulze-Hentrich über die Bildung, Funktion und Bedeutung der Z-DNA. Das Wichtigste in Kürze: - DNA ist flexibel: Neben der Doppelhelix gibt es auch A-, G-Quadruplex- und Z-DNA. - Z-DNA entsteht vorübergehend in aktiven oder gestressten Genabschnitten. - Fehlerhafte Z-DNA kann Krankheiten wie Autoimmunreaktionen oder Krebs begünstigen.

In Folge M unserer Serie _ABC der Genetik_ sprechen wir über die mitochondriale DNA (mtDNA), das kleine zweite Genom unserer Zellen. Sie steckt in den Mitochondrien, den „Kraftwerken“ der Zelle, und wird fast ausschließlich über die Mutter vererbt. Mit unserer Genetik-Expertin Prof. Dr. Julia Schulze-Hentrich klären wir, warum Mitochondrien eine eigene DNA besitzen, wie mtDNA weitergegeben wird, welche Rolle sie in Forensik und Paläogenetik spielt und wie mtDNA-Veränderungen zu sehr unterschiedlichen Erkrankungen führen können. Das Wichtigste in Kürze: - Mitochondrien besitzen ein eigenes kleines Genom – zentral für Energiegewinnung und Stoffwechsel. - mtDNA wird fast ausschließlich mütterlich vererbt und erlaubt einzigartige Abstammungsanalysen – bis hin zur „mitochondrialen Eva“. - Da Zellen viele mtDNA-Kopien enthalten, eignet sie sich besonders gut für Forensik und die Analyse sehr alter DNA. - Mutationen in der mtDNA können zu komplexen Erkrankungen (Mitochondriopathien) mit sehr unterschiedlichen Ausprägungen führen. - Neue Verfahren wie die Mitochondrienspende eröffnen Möglichkeiten, die Weitergabe bestimmter genetischer Erkrankungen zu verhindern.

In Folge A unserer Serie _ABC der Genetik_ geht es um die Frage, warum wir uns trotz nahezu identischer Gene so deutlich voneinander unterscheiden. Die Antwort steckt in den sogenannten Allelen – kleinen Genvarianten, die darüber entscheiden, ob wir braune oder grüne Augen haben, ob wir Koriander mögen oder warum die Blutgruppe eines Kindes nicht immer der der Eltern entspricht. Gemeinsam mit dem Genetik-Experten Prof. Dr. Jörn Walter sprechen wir darüber, was Allele eigentlich sind, wie dominante oder rezessive Varianten unsere Merkmale prägen und warum manche Eigenschaften erst nach Generationen sichtbar werden.

Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa sind bislang unheilbar. Warum ist das so? Welche Rolle spielen Genetik, Mikrobiom und Immunzellen? Und wie können Biomarker und Multiomics helfen, Therapien künftig individuell anzupassen? Darüber spricht Prof. Dr. Philip Rosenstiel von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel in dieser Folge und zeigt, wie Biomarker und Multiomics die personalisierte Therapie voranbringen können.

Vitamin D gilt als „Sonnenvitamin“, doch eigentlich ist es viel mehr: ein Hormon, das unsere Knochen stärkt und unser Immunsystem regulieren kann. In dieser Folge ist Prof. Dr. Carsten Carlberg zu Gast. Wir sprechen darüber, wie unser Körper Vitamin D aus Sonnenlicht bildet und warum es besonders in den Wintermonaten knapp werden kann. Außerdem geht es darum, welche Folgen sich aus einem Mangel oder einer Überdosierung ergeben und wen sie am meisten betreffen. Wir klären, wie sich der Vitamin-D-Spiegel messen lässt und mit welchen Fragen sich die Forschung beschäftigt.