Welche n�tzliche Methode fiel Kary Mullis bei einer n�chtlichen Fahrt auf einer einsamen Bergstrasse ein? Ein Verfahren�

a) zum Nachweis von spezifischen Krankheitsantigenen
b) zur Herstellung von Ammoniak
c) zur Vervielf�ltigung von DNA-Abschnitten
d) zum Sichtbarmachen von radioaktiver Strahlung

Antwort:

Kary Mullis war der Erfinder der Polymerase-Kettenreaktion, einer Methode zur Vervielf�ltigung von DNA-Abschnitten.

Erkl�rung:

An einem Freitag im April 1983 fuhr Kary Mullis des Nachts durch die kalifornischen Berge, als ihm der Geistesblitz f�r seine Erfindung kam. Die bewusstseinserweiternde Droge LSD hat bei seiner pl�tzlichen Eingebung wohl eine entscheidende Rolle gespielt, wie er sp�ter zugab: Er habe sich auf seinem "Trip" durch die Berge pl�tzlich den genauen Ablauf der Reaktion plastisch vorstellen k�nnen, als w�rde er auf der DNA sitzen und beobachten. Das technische Handwerkszeug f�r das Verfahren gab es schon in den Jahren vorher, weshalb Mullis sich sp�ter wunderte, warum nicht fr�her jemand darauf gekommen war.

Bei der Polymerase-Kettenreaktion (polymerase chain reaction, PCR) wird ein bestimmtes DNA-St�ck im Reagenzglas mit Hilfe von Enzymen exponentiell vervielf�ltigt, bis so viel davon vorhanden ist, dass man es sichtbar machen kann. Die zu kopierende DNA muss dabei nicht in gereinigter Form vorliegen; eine winzige Menge in einem komplizierten Gemisch biologischer Substanzen gen�gt. Die Methode ist einfach und schnell.

Sie z�hlt heute zu den wichtigsten Methoden der modernen Molekularbiologie. So lassen sich damit zum Beispiel Virusinfektionen oder Erbkrankheiten nachweisen. Auch f�r Vaterschaftstests und Kriminalgutachten wird die Methode verwendet. F�r viele Forschungsstudien ist sie inzwischen ein unverzichtbares Instrument.

Der Biochemiker Mullis wurde 1993 f�r seine Erfindung mit dem Nobelpreis f�r Chemie belohnt.

Zum Nachweis von spezifischen Krankheitsantigenen wird ein weit verbreiteter immunologischer Test namens "Enzymgekoppelter Immunadsorptionstest" (Enzyme Linked Immunosorbent Assay, ELISA) eingesetzt. Mit Hilfe des ELISA k�nnen Viren und bakterielle Proteine, aber auch Hormone, Pestizide oder Toxine in einer Probe (Blut, Urin, Lebensmittel) nachgewiesen werden. Kaum ein modernes Labor kommt ohne diese Technik aus. Das Verfahren wurde 1971 von den Schweden Peter Perlmann und Eva Engvall entwickelt. Daf�r bekamen sie f�nf Jahre sp�ter den deutschen Wissenschaftspreis f�r "Biochemische Analytik".

Das Verfahren zur Herstellung von Ammoniak wurde 1910 von der BASF zum Patent angemeldet und ist als Haber-Bosch-Verfahren bekannt. Karl Bosch und Fritz Haber entwickelten die technische Anwendbarkeit der Methode im gro�en Ma�stab. Die zu Grunde liegenden chemischen Reaktionen, die katalytisch beschleunigte Reaktion von Wasserstoff und Stickstoff, wurde vorher von Fritz Haber zusammen mit Walther Nernst untersucht. Alle drei bekamen sp�ter den Nobelpreis f�r Chemie (Nernst allerdings nicht direkt f�r die Ammoniaksynthese). Mit ihr werden heute zirka 100 Millionen Tonnen Ammoniak j�hrlich hergestellt. Da der Energiebedarf sehr hoch ist, entfallen etwa 1,4 Prozent des Weltenergieverbrauchs auf das Haber-Bosch-Verfahren.

Charles Thomson Rees Wilson entwickelte in den 1920er Jahren ein Verfahren zum Sichtbarmachen von radioaktiver Strahlung, wof�r er 1927 mit dem Nobelpreis f�r Physik ausgezeichnet wurde. In seinem als "Wilsonsche Nebelkammer" bezeichneten Teilchendetektor befindet sich �bers�ttigter Wasserdampf, der durch Kondensationskerne Nebel bildet. Wenn ein radioaktives Teilchen die Kammer durchquert, ionisiert es einzelne Atome. Die entstandenen Ionen wirken als Kondensationskerne, und es bilden sich sichtbare Kondensstreifen auf dem Weg der Teilchen.