Prof. Dr. Daniel J. Müller, Professor für Biophysik am Departement für Systembiologie der ETH Zürich in Basel

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Professor Dr. Daniel Müller ist seit April 2010 Professor an der ETH Zürich und leitet die Biophysik-Gruppe am neugegründeten Departement für Systembiologie der ETH Zürich in Basel. Für ihn ist so ein Neubeginn an einem frisch eingerichteten Institut oder Departement nichts Ungewöhnliches, war er doch bereits einige Mal an solch einem Neuaufbau beteiligt. So war er beim Start des Max-Planck-Instituts für molekulare Zellbiologie und Genetik sowie des Biotechnologischen Zentrums in Dresden mit dabei und gründete eine der grössten bionanotechnologische Start-up Firmen in Deutschland. Er hat zwar seine Positionen einige Mal gewechselt, ist aber seinem Forschungsgebiet doch immer treu geblieben.

Von Physik zur Biologie
Daniel Müller wuchs in Brüssel und Heidelberg auf. Zum Physik-Studium zog es ihn in die damals noch geteilte Grosstadt Berlin, wo er neben dem Studium auch Geschichte hautnah erleben konnte. An Physik hatten ihn vor allem die quantitativen Aspekte fasziniert. Er wollte experimentelle Methoden und theoretische Modellbildung kombinieren. Leidenschaft für sein Studium begann er aber erst zu empfinden, als er mit experimentellen Arbeiten begann. Zunehmend entwickelte er auch ein Interesse für die Biologie. Es wurde ihm bewusst, wie faszinierend die komplexen biologischen Zusammenhänge und wie wenig erforscht deren physikalischen Grundlagen sind. So war für Daniel Müller bald klar, dass sich seine Doktorarbeit um Biologie drehen sollte. Er hatte auch bereits ganz klare Vorstellungen über das Thema: Untersuchung von Purpurmembranen mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops (AFM). Purpurmembranen von Halobakterien waren eine Zeit lang von grossem Interesse für die Wissenschaft, da in ihnen das Protein Bakteriorhodopsin eingebaut ist. Dieses Protein wirkt wie eine lichtgetriebene Nanomaschine, die Protonen aus dem Zellinneren nach aussen pumpt und es dem Bakterium damit ermöglicht Energie zu produzieren.

Vom Doktoranden zum Gruppenleiter
Müller besorgte sich ein Stipendium und suchte sich selbst die Experten für sein geplantes Thema. In Basel stiess er bei Prof. Andreas Engel vom Biozentrum auf offene Ohren, als es darum ging, hochauflösende AFMs für die Untersuchung des Bakteriorhodopsins zu nutzen. Einen Experten für Purpurmembranen fand Müller mit Prof. Georg Büldt in Jülich. Seit seiner Doktorarbeit, für die er 1997 den Preis der besten Arbeit in den Life Sciences der Universität Basel erhielt, haben Membranproteine die wissenschaftliche Arbeit von Daniel Müller geprägt. Er untersuchte Membranproteine bei seiner Habilitation, die er 2000 am Biozentrum der Universität Basel abschloss und während seiner Anstellung am neugegründeten Max Planck Institut (MPI) für Molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden. Es war für ihn nach jahrelangen Studien an isolierten Proteinen klar geworden, dass er die Proteine in der lebenden Zelle studieren musste, um sie zu verstehen. Am neu gegründete MPI hatte er dazu beste Voraussetzungen. „Das MPI in Dresden verfolgte damals einen neuen Ansatz“, kommentiert Müller. „Wir waren relativ viele junge Gruppenleiter, denen exzellente Bedingungen gestellt wurden, damit wir in kurzer Zeit effektiv unsere wissenschaftlichen Karrieren starten konnten.“ Noch heute ist Müller davon überzeugt, dass dieses Konzept viel öfter verfolgt werden sollte: „Es gibt exzellente junge Talente, die zur wissenschaftlichen und gesellschaftlichen Innovation beitragen können. Industrieländer wie die Schweiz hängen kritisch von Innovationen ab. Daher sollten wir diesen Talenten die besten Arbeitsbedingungen schaffen und ihnen die Möglichkeiten bieten, sich bestens zu entwickeln.“

Vom Professor zum Firmengründer
Im Anschluss an diese spannende Zeit am MPI wurde Daniel Müller 2002 zum Professor für Zelluläre Maschinen an das Biotechnologische Zentrum der TU Dresden berufen. In Dresden wurden schon damals Firmengründungen durch Wissenschaftler der Universität stark gefördert. So konnte Müller seine Idee, einen Roboter für Einzelmolekülexperimente zu entwickeln, bald in die Tat umsetzen. Er begann, Mitarbeiter und Geldgeber zu suchen und gründete 2006 die Firma nAmbition, mit dem Ziel einen Roboter zu bauen, der vollautomatisch Wechselwirkungen an einzelnen Molekülen messen kann. Bereits drei Jahre später hatte das Team sein Ziel erreicht und die Berliner Firma JPK Instruments kaufte nAmbition. „Das war eine kraftraubende, aber interessante Zeit“, erinnert sich Daniel Müller. „Ich hatte die Doppelbelastung durch meine Professur und die Firma. Aber zum Glück sassen bei nAmbition an allen entscheidenden Positionen exzellente Leute, die massgeblich zum Erfolg beigetragen haben.“ Heute nutzt Müller seine Erfindung, wie viele Forschende weltweit, für seine Arbeit auch selbst. „Allerdings hat JPK unseren Roboter im Laufe der Jahre noch weiter entwickelt. Während unser Modell eher so gross war und aussah wie der Starwars-Roboter R2-D2, ist er heute etwas schneidiger und wiegt nur noch 3kg.“

Von Dresden nach Basel
Nach dem ganzen Rummel um nAmbition wollte Daniel Müller wieder zurück in die Wissenschaft, suchte aber gleichzeitig nach acht Jahren in Dresden wieder eine neue Herausforderung. Und so bewarb er sich erfolgreich um die Professur für Biophysik am Department für Systembiologie an der ETH Zürich. Dieses Department ist das erste der ETH, das in Basel angesiedelt ist. Die augenblickliche Lage nahe des Badischen Bahnhofs ist für die Wissenschaftler nicht ideal, da sie ziemlich isoliert sind. Mit dem geplanten Umzug auf das näher an der Universität gelegene Schallemätteli-Areal wird sich die Zusammenarbeit mit Forschenden der Universität Basel aber vereinfachen. „Wir haben zwar alle auch jetzt schon Kontakte zur Universität Basel und zur hier ansässigen Life Science Industrie, aber das kann von allen Seiten noch intensiviert werden“, bemerkt Müller. „Erfreulich hier in Basel ist auf jeden Fall der NCCR Nano und das SNI. Ich bin von den Kolleginnen und Kollegen am SNI freundlich und mit offenen Armen empfangen worden. Der NCCR Nano und das SNI tragen dazu bei, dass wir den Treibstoff – unsere gemeinsamen wissenschaftlichen Projekte – zur Verfügung gestellt bekommen. Ich hoffe, das wir in Zukunft noch weitere NCCRs einwerben können, die zusätzlichen Treibstoff für exzellente Forschung der Universität Basel und der ETH Zürich in Basel liefern.“

Von Forschung zur Freizeit
Die Wissenschaft ist es vor allem, die Daniel Müller antreibt. Im Gespräch merkt man ihm an, wie er für seine Forschung brennt, obwohl er selbst im Labor nicht mehr so häufig Hand anlegt. Nach wie vor sind es Membranproteine, die ihn vor allem beschäftigen. Diese sind zwar an wichtigen Prozessen der Zelle wie der Signalübertragung beteiligt, unser Verständnis über ihre Funktionsweise ist jedoch noch sehr limitiert. Klar ist heute auf jeden Fall, dass sie weitaus komplexer reguliert sind und viel mehr verschiedene funktionelle Zustände annehmen können, als noch vor einigen Jahren angenommen. Die Forschung von Daniel Müllers Gruppe untersucht nun die verschiedenen Wechselwirkungen, die diese Membranproteine mit der Zelle eingehen. Mit unterschiedlichen Methoden messen die Wissenschaftler Kräfte, die auf verschiedene Positionen der Proteine wirken. Sie können so Rückschlüsse über die Funktionalität der Proteine erhalten. Ihre Ergebnisse sind unter anderem relevant für die Pharmaindustrie, da Membranproteine oft auch als Angriffspunkte für Medikamente in Frage kommen. Dank der Forschung wissen wir heute, dass ein Protein im Zellverband ganz anderes funktioniert als in seiner isolierten Form und deshalb viele der heute verwendeten in vitro Tests keine zuverlässige Aussage über die Funktion einer Substanz im Körper liefern. „Wahrscheinlich müssen wir häufiger in situ oder an künstlichen Organen arbeiten, um ein besseres Verständnis zu bekommen“, vermutet Müller. Dass er dazu mehr und mehr als Zellbiologe arbeiten muss, hätte er sich am Anfang seiner Karriere sicher nicht vorstellen können. Aber auf jeden Fall ist er in Basel an einem guten Platz, um zusammen mit anderen Fachleuten von der Universität Basel und aus der Industrie, wichtige Fakten über die Membranproteine zu erarbeiten.

Wichtig für Daniel Müller ist sicher auch, dass er sich in Basel wirklich wohl fühlt und die Stadt für ihn zu einer Heimat geworden ist. Er geniesst es, morgens von seiner Altstadtwohnung durch die wunderschönen Gassen zur Arbeit zu gehen und den Uni-Campus so nahe bei der Stadt zu haben. Zwar ist er oft beruflich unterwegs, doch wenn er dann hier ist, schätzt er die weltoffenen und kulturell interessierten Basler, das Theater, Vernissagen, Ausstellungen oder er geniesst es einfach nur in einem der Basler Cafes zu sitzen, zu lesen, Freunde zu treffen und einmal nicht über Membranproteine zu reden.