Was hat Biochemie mit der globalen Erwärmung zu tun? Alles, meint Marie-Sophie Kleinert, Biochemiestudentin im fünften Semester. Deshalb sitzt sie am Freitagnachmittag drei Stunden lang in der Vorlesung und dem Seminar mit dem Titel „Biochemie, Temperatur und globale Erwärmung“ in der Arnimallee. Heute diskutieren die Teilnehmenden, wie schwankende Körpertemperaturen unsere Gesundheit und Leistungsfähigkeit beeinflussen. Die Körpertemperatur steigt nicht nur bei Krankheit und Fieber – sie schwankt im Tagesverlauf, verändert sich mit dem Alter, folgt dem weiblichen Zyklus und lässt sich für medizinische Behandlungen gezielt beeinflussen. Auch extreme Wetterlagen wie Hitze oder Kälte, die durch die globale Erwärmung zunehmen, wirken sich aus. Biochemieprofessor Florian Heyd präsentiert dazu Statistiken und Studien, etwa über die steigende Zahl von Todesfällen bei Hitzewellen.

„Temperaturänderungen können steuern, wie Gene „abgelesen“ werden und welche Eiweiße dabei entstehen“, erklärt der Wissenschaftler. Das ist wichtig, weil die verschiedenen Eiweiße jeweils eigene Aufgaben im Körper haben. Heyds Forschung konzentriert sich auf Vorgänge in Zellen bei unterschiedlichen Temperaturen – auf diesem Gebiet kennt er sich bestens aus. 

Viele andere Themen in der Schnittmenge von Biochemie und Klimawandel hat er sich gemeinsam mit seiner Kollegin Sutapa Chakrabarti dagegen extra für dieses Seminar erarbeitet. „Als Wissenschaftlerin habe ich zumindest die Aufgabe, die wissenschaftlichen Hintergründe des globalen Klimawandels zu diskutieren und den Menschen dabei zu helfen, sich auf Daten und Fakten zu stützen, anstatt sich auf Wahrnehmungen und Meinungen zu verlassen“, sagt die Biochemieprofessorin.

„In den ersten Sitzungen haben wir darüber gesprochen, wie sich der Klimawandel über die Zeit entwickelt hat“, erzählt Marie-Sophie Kleinert. „Wir haben die Argumente der Klimawandelleugner analysiert und diskutiert, wie man ihnen wissenschaftlich entgegentreten kann.“ In weiteren Sitzungen ging es um die Folgen: etwa um tropische Krankheiten wie Malaria, die inzwischen auch in Europa auftreten. Oder darum, wie steigende Wassertemperaturen die biochemischen Prozesse in den Ozeanen verändern.

Hitzewellen stören die Brut von Reptilien

Biochemiestudent Jonas Lehmann erinnert sich an ein Beispiel aus der Tierwelt: Einige Reptilien nutzen Geschlechtschromosomen, um das Geschlecht der Nachkommen zu bestimmen, doch bei manchen Schildkrötenarten sowie allen Alligatoren und Krokodilen entscheidet die Bruttemperatur. Nur ein enger Bereich von etwa 32,5 bis 33,5 °C führt überwiegend zur Entstehung von Männchen. Weibliche Alligatoren regulieren die Nesttemperatur, indem sie Pflanzenmaterial hinzufügen oder entfernen – doch bei Hitzewellen reicht das nicht. Bleibt die Umgebung dauerhaft wärmer, schlüpfen je nach Art entweder zu viele Männchen oder zu viele Weibchen. In beiden Fällen bricht die Fortpflanzung zusammen, Arten drohen auszusterben, und die Biodiversität in ihren Lebensräumen schwindet.

Was andere als Fun Fact hinnehmen, untersuchen Studierende der Biochemie gründlich: Gene, die bei den betroffenen Arten die Geschlechtsentwicklung steuern, reagieren unterschiedlich stark auf die Bruttemperatur. Wenn die Wirkmechanismen verstanden worden sind, fordert Florian Heyd die Gruppe auf zu debattieren, ob und wie biochemische Methoden, etwa Genom-Editing, die Situation verbessern könnten.

Enzyme zum Abbau von Treibhausgasen

In einer anderen Seminarsitzung präsentierte ein ehemaliger Bachelorstudent Ergebnisse seiner Abschlussarbeit. „Es ging um ein Enzym, das Kohlenstoff fixieren und umwandeln könnte“, berichtet Marie-Sophie Kleinert – ein spannender Ansatz für den Kampf gegen den Klimawandel. Doch wie kann man Rückreaktionen verhindern? Wie lässt sich die Reaktion im großen Maßstab nutzen? Ein Enzym hält schließlich nicht unbegrenzt und könnte in einem Bakterium kultiviert werden, um die Effizienz zu steigern.

Solche Beispiele regen an, darüber nachzudenken, welche Chancen Biochemie und Molekularbiologie im Kampf gegen die Erderwärmung bieten. Die Studierenden entwickeln Ideen für Anwendungen, etwa mit der Frage: „Wenn Geld keine Rolle spielt, wie würden Sie CO₂ aus der Atmosphäre entfernen?“ „Vielleicht können wir damit einige Studierende dazu inspirieren, später in diesem Bereich zu forschen“, sagt Florian Heyd.

Jonas Lehmann kann sich das gut vorstellen. Technische Methoden wie Carbon Capture and Storage, mit denen CO₂ aus der Luft geholt und in tiefe Erdschichten gepresst wird, hält er für riskant und teuer. Stattdessen hofft er auf effizientere Lösungen aus der Biochemie. „Unsere Generation sollte sich so früh wie möglich damit befassen, denn wir werden diejenigen sein, die es betrifft und die darauf reagieren müssen.“ Auch für Anastasia Turta geht es in diesem Kurs um die Zukunft – die der Menschheit und ihre eigene. Sie will so viel wie möglich lernen, um helfen zu können.

Kreative Lösungen für globale Probleme finden

Elisa Schwiegelshohn vergibt Pluspunkte dafür, dass der Kurs auf Englisch stattfindet: So kann sie einmal pro Woche für das Masterstudium üben, das auf Englisch unterrichtet wird. Außerdem gefällt ihr, dass in den Diskussionen alle zu Wort kommen und viele verschiedene Themen behandelt werden. Marie-Sophie Kleinert hat bisher vor allem Module belegt, die sich mit Theorien und Methoden befassen. „Hier überlegen wir, wie wir die erlernten Techniken praktisch nutzen können“, sagt sie.

Als Prüfungsleistung halten die Studierenden Vorträge zu selbst gewählten Themen, stellen aktuelle Publikationen vor und diskutieren anschließend darüber. „Ein klassischer Journal Club“, sagt Sutapa Chakrabarti. Das passe besser zu einem so interaktiven Kurs, in dem sie kreative Lösungen für globale Probleme entwickeln.