Aquarium. So nennt Paola Picotti scherzhaft und liebevoll ihr kleines Büro im HPM-Gebäude auf dem Hönggerberg, das durch eine Glaswand und eine Glasschiebetüre von den Laboren abgetrennt ist. Dort, im Aquarium, sitzt sie auf vielleicht 5 Quadratmetern Fläche – und ist mit ihren neuen vier Wänden mehr als zufrieden.

Erst vor kurzem hat die gebürtige Italienerin die Gruppe von Ruedi Aebersold, zwei Gebäude weiter vorne, verlassen. Bei ihm war sie vier Jahre lang als Postdoktorandin tätig. Im Mai dieses Jahres wurde sie zur Assistenzprofessorin für Biologie von Proteinnetzwerken ernannt. Das Geld, das der Schweizerische Nationalfonds stellt, erlaubt es ihr, eine eigene Forschungsgruppe mit eigenen Forschungsschwerpunkten aufzubauen. Damit nicht genug: Picotti wird am ETH-Tag der Latsis-Preis der ETH Zürich verliehen für ihre bahnbrechende Methode zur Erkennung und Messung von Proteinen in Zellen. Nach der Pflanzenphysiologin Teresa Fitzpatrick ist sie erst die zweite Frau, die den Preis erhält.

Fast lückenlose Detektion

Paola Picotti begann 2007 ihre Postdoc-Anstellung an der ETH Zürich in der Gruppe des Systembiologen Ruedi Aebersold. Ihr Mentor wollte komplexe Systeme von verschiedenen Proteinen und deren Wechselwirkungen untereinander erforschen – und brauchte dazu erst eine Methode, mit der er alle Proteine, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Zelle vorliegen, zuverlässig, reproduzierbar und mit vernünftigem Zeitaufwand messen kann.

Als sie ihre Arbeit aufgenommen habe, sei dafür keine brauchbare Technologie vorhanden gewesen. Die Biologen konnten zwar die Eiweisse isolieren, zerstückelten sie in Peptide und liessen diese mit Hilfe des Massenspektrometers analysieren. Weil aber in Zellen einzelne Proteine in riesigen Stückzahlen vorliegen, andere hingegen nur in ein paar Dutzend Kopien, gingen letztere im Grundrauschen der häufigen unter.

Picotti verfeinerte deshalb die Methode stetig und entwickelte im Lauf der Zeit das sogenannte Selected Reaction Monitoring (SRM) - für welches sie letztlich den Latsis-Preis erhält. Dabei misst das Massenspektrometer nur gerade die Peptide, deren spezifische Daten, wie Masse und Ladung des Peptides, die Maschine kennt und die spezifisch für das gesuchte Protein sind.

Mit dem SRM schuf sie die Grundlage für Proteom-Analysen von bisher nicht gekanntem Ausmass. So lassen sich Proteine in Zellen detektieren, von denen gerade noch 40 Kopien vorliegen. Zudem ist die Methode extrem effizient. Dies hat es ermöglicht, innerhalb kurzer Zeit Daten über Gruppen von Proteinen unter verschiedensten Bedingungen zu erhalten.

Picotti hat nicht nur die Methode entwickelt, sondern selbst mehrere Proben aufs Exempel durchgeführt und beispielsweise die Proteine untersucht, die zu verschiedenen Zeitpunkten und unter verschiedenen Bedingungen am Stoffwechsel von Glukose in Hefezellen beteiligt sind (vgl. ETH Life vom 24.08.2009).

Mittlerweile wenden Forscher rund um den Globus das Messverfahren an. So dient es genauso dazu, für bestimmte Krankheiten, wie etwa Prostatakrebs, spezifische Proteine zu bestimmen, wie auch allergene Proteine in der Milch zu messen. «Die Methode löst in der Biologie und der Biomedizin gegenwärtig einen gewaltigen Schub aus», sagt Picotti. Die Technik werde mittlerweile auf Gebieten angewandt, an die sie zuvor nie gedacht hätte.

Seit Studium von Proteinen fasziniert

Ihre Faszination für Proteine entdeckte die 34-jährige während ihres Studiums an der Universität Padova. Zuerst arbeitete sie mit einem Enzym, der ATP-Synthase. «Diese Struktur hat mich echt fasziniert.» Diese Faszination hat sie bis heute nicht mehr losgelassen: «Proteine zu studieren, finde ich extrem spannend.»

Mit ihrer Ernennung zur Assistenzprofessorin verlagert Picotti ihr Forschungsfeld. In Zukunft wird sie sich damit befassen, wie Zellen auf falsch gefaltete Proteine reagieren. Solche Proteine können kleinste Klumpen bilden und sind die Vorläufer von Amyloid-Plaques, die als Ursache von verschiedenen neurodegenerativen Krankheiten gelten. «Ich möchte herausfinden, wie Netzwerke auf falsch gefaltete Proteine antworten.»

An der SRM-Methodik wird die Biochemikerin nur noch wenig weiterfeilen. Die Tage mühseliger Methoden-Entwicklung sind für Picotti also vorüber, unter anderem auch deshalb, weil sie Atlanten von SRM-Referenzwerten von vollständigen Proteomen erstellt hat, die andere Forscher direkt für Proteom-Messungen verwenden können. Es sei aufregend gewesen, die Technologie zu entwickeln, habe aber viel Zeit und zeitweise auch eine hohe Frustrationstoleranz erfordert. Ein Jahr lang habe sie hauptsächlich negative Resultate erzielt und das Paper, das in der Zeit entstanden sei, habe sie sehr schwer publizieren können. Doch diese Zeiten sind für Paola Picotti vorbei. «Now it’s time to have fun with it», sagt die frisch gekürte Latsis-Preisträgerin.

ETH-Tag

Am kommenden Samstag, dem 19. November, begeht die ETH Zürich mit geladenen Gästen aus Forschung, Wirtschaft und Politik zum 156. Mal den ETH-Tag. Im Rahmen dieser Festveranstaltung werden verschiedene wissenschaftliche Leistungen gewürdigt. So werden die Ehrendoktoren und Ehrenräte ernannt sowie die Medaillen für hervorragende Diplom- und Master-Arbeiten vergeben. Auch der Latsis-Preis der ETH Zürich wird am ETH-Tag offiziell verliehen. Die Festansprache hält dieses Jahr ETH-Professor Bernard Lehmann, der in diesem Jahr zum Direktor des Bundesamtes für Landwirtschaft berufen wurde.