Ashwin Chari

Ashwin Chari

Mit Proteinchemie der Struktur auf der Spur

Seit Anfang 2021 führt Ashwin Chari die ehemalige Projektgruppe Strukturelle Biochemie und Mechanismen als eigenständige Forschungsgruppe weiter. Wir stellen ihn und seine Arbeit vor.

Dass er einmal Wissenschaftler werden würde, war für Ashwin Chari in seiner Schulzeit nicht der Plan. Er trieb viel Sport, spielte Handball in der Schweizer Jugendauswahl und wollte später Sportmediziner werden. Eine Verletzung und Zweifel an der langen Ausbildungszeit als Arzt im Praktikum bewogen ihn dazu, über Alternativen nachzudenken. „Im Rückblick sehe ich das als glückliche Fügung“, so der Biochemiker. Chari ist in der Nähe von Zürich (Schweiz) aufgewachsen und hat an der dortigen ETH Biochemie studiert. Im Interview spricht er feinstes Hochdeutsch. Nicht eine Spur Dialekt schimmert durch. „Ich mache mir manchmal einen Spaß daraus: Wenn wir Besuch aus der Schweiz haben, wechsele ich am Ende ins Schwytzerdütsch. Dann gibt es verwirrte Blicke“, sagt er mit einem Augenzwinkern.

Aus der Schweiz nach Deutschland

Schon während des Studiums faszinierte ihn die Strukturbiologie. Er bewarb sich für seine Diplomarbeit am Paul Scherrer Institut, dem größten Forschungsinstitut für Natur und Ingenieurwissenschaften in der Schweiz. An der Synchrotron Lichtquelle Schweiz wollte er tiefer in Methoden der Strukturermittlung einsteigen und lernte in Zuge einer dort bestehenden Kooperation Utz Fischer kennen. Dem Gruppenleiter folgte er zunächst an das Max-Planck-Institut für Biochemie nach Martinsried und später an die Universität Würzburg, wo Chari auch promovierte. „Das war eine gute Entscheidung, die ich bis zum heutigen Tag nicht bereue“, lautet sein Resümee. Er arbeitete auch nach der Promotion in Fischers Forschungsgruppe an mehreren Projekten, die er später im Rahmen einer eingeworbenen DFG-Projektstelle am MPI-BPC weiterverfolgte. Schon in Würzburg begann seine erfolgreiche Zusammenarbeit mit Holger Stark, dem heutigen Direktor der Abteilung Strukturelle Dynamik am Institut: „Die Kryo-Elektronenmikroskopie erschien mir damals sehr zukunftsträchtig und mich hat gereizt, dafür biochemische Methoden zu entwickeln. Ich habe an der Zusammenarbeit mit Holger sehr geschätzt, dass ich enorm viel Freiheit hatte“, sagt Chari. „Man kann falsch liegen, aber wenn ein unkonventioneller Weg funktioniert, sind die Erkenntnisse viel weitreichender, als wäre ich ausgetretene Pfade entlanggelaufen.“

Herausforderung molekulare Maschinen

 „In unseren Körperzellen laufen fortwährend chemische Prozesse ab, katalysiert von bestimmten Proteinen, den Enzymen. Wie diese Proteine ihre Arbeit verrichten, wird maßgeblich durch ihre räumliche Struktur bestimmt“, erklärt Chari. Viele Proteine sind zudem in Verbünden organisiert, den sogenannten molekularen Maschinen. „Man kann also die Funktionsweise der Proteine nicht von ihrer Struktur und ihrer Umgebung trennen“, erklärt der Forschungsgruppenleiter. Mehrere Labore am MPI-BPC beschäftigen sich mit diesen Proteinkomplexen: Marina Rodnina und ihr Team erforschen das Ribosom, die Proteinfabrik der Zelle. In der Emeritusgruppe von Reinhard Lührmann steht das Spleißosom, der molekulare Schneidetisch der Zelle, im Fokus. Und Patrick Cramers Abteilung untersucht RNA-Polymerasen, die die Erbinformation kopieren.

„Auch das Proteasom und die Fettsäuresynthase FAS, die Holger Stark und ich in den letzten Jahren erforscht haben, gehören zu den molekularen Maschinen“, erläutert Chari. Das Proteasom gilt als Müllabfuhr der Zelle: Es baut Proteine ab, die die Zelle nicht mehr braucht oder die defekt sind. Die FAS stellt Fettsäuren her, die für unseren Körper nicht nur als Energieträger dienen, sondern auch als Baumaterial für Membranen und Botenstoffe. „Die Faszination für diese molekularen Maschinen entwickelte sich bei mir auch aus einem methodischen Interesse heraus“, berichtet er. Denn wie sie in der Zelle funktionieren, kann man nur aufklären, wenn es gelingt, sie in ihrem Verbund aufzureinigen. Die zellulären Maschinen machen es einem dabei nicht leicht. Die molekularen Komplexe können sehr groß werden und aus Millionen von Atomen bestehen. Zudem sind sie sehr fragil und können leicht zerfallen. Nicht zuletzt sind sie häufig in schneller Bewegung, wenn sie ihre Arbeit verrichten. Charis Gruppe entwickelt daher Werkzeuge, die die Komplexe zwar stabilisieren, aber nicht so stark in ihrer Bewegung einschränken, dass sie ihre Funktion verlieren. So können die Göttinger Wissenschaftler:innen die verschiedenen Arbeitsschritte der Maschinen wie in einer Filmsequenz einfangen und rekonstruieren. Diese Werkzeuge müssen die Max-Planck-Forschenden dabei für jeden Komplex, den sie untersuchen wollen, zwar neu optimieren, aber mit zunehmender Erfahrung lassen sich grundsätzliche Muster erkennen. Neben der Proteinbiochemie kommen in Charis Forschungsgruppe Röntgenkristallografie und Kryo-Elektronenmikroskopie zum Einsatz. „Wir sind primär Forschende aus der Biochemie, setzen aber auch biophysikalische und chemische Methoden ein“, so der Gruppenleiter. Entsprechend interdisziplinär ist sein Team, das aus zwei Postdoktorand:innen, drei Doktorand:innen und zwei technischen Assistent:innen besteht.

Charis Team züchtet aus Proteinen mikroskopisch kleine Kristalle und untersucht sie anschließend per Röntgenkristallographie.

Die in der Gruppe entwickelten innovativen Methoden möchten die Wissenschaftler auch einsetzen, um neue therapeutische Ansätze zu untersuchen. Denn Fehlfunktionen der großen zellulären Maschinen können Ursache verschiedener Krankheiten beim Menschen sein. Inhibitoren für das Proteasom beispielsweise vergrößern das Spektrum der Therapiemöglichkeiten bei Krebserkrankungen. Ein Fokus der Gruppe ist, chemische Anker zu entwickeln und in Moleküle einzubauen, die diese in bestimmten Bereichen in ihrer Bewegung einschränken. „Im Idealfall können diese chemischen Anker Fehlfunktionen der molekularen Maschinen auslösen oder beseitigen und damit Krankheitsursachen enthüllen. Vielleicht ergibt sich so ein neuer therapeutischer Ansatz? Wir haben in der Vergangenheit gelernt, dass es wichtig ist, vielseitig zu sein, offen für neue Lösungswege – und vor allem hartnäckig an einem Problem dranzubleiben“, erklärt der Biochemiker.

Auf die Frage, ob er das lernen musste, antwortet er lächelnd: „Meine Frau würde sagen, ich habe einen sturen Kopf. Schon in der Schule konnte ich ewig über einem Matheproblem knobeln, bis ich es endlich gelöst hatte.“ Vielleicht hilft ihm auch die Sportlervergangenheit: „Als Handballer habe ich die Erfahrung gemacht: Talent ist gut, aber bringt einen nur bis zu einem bestimmten Grad voran. Ohne Fleiß und Hartnäckigkeit kommt man nicht weit.“ (is/cr)

Fünf Fragen an Ashwin Chari

Was ist das Spannendste an Ihrem Beruf?

Wenn man ein Projekt beginnt, scheint es fast unüberwindbare Hürden zu geben und man tritt lange auf der Stelle. Dies hält oft solange an, bis man irgendwann das entscheidende Experiment macht. Dann erscheint einem plötzlich alles schlüssig zu sein und wirkt simpel. Dieser Moment der Erkenntnis ist mit Abstand das Faszinierendste.


Wie tanken Sie nach einem harten Arbeitstag Energie?

Das ist unterschiedlich: etwas Nichtwissenschaftliches lesen, oder ein bisschen Sport treiben. Manchmal hilft auch Gartenarbeit.


Was würden Sie tun, wenn Sie mehr Zeit hätten?

Ich mag verschiedene Sprachen. Hätte ich mehr Zeit, würde ich andere Sprachen lernen.


Wenn Sie völlig freie Wahl hätten – wo auf der Welt würden Sie wohnen?

Obwohl ich in der Schweiz aufgewachsen bin, könnte ich mir ein Leben in einem etwas wärmeren Klima gut vorstellen.


Wo kann man Sie an einem freien Tag in oder um Göttingen antreffen?

Bei einer kleinen Wanderung im Umland Göttingens.

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