Gehirnentwicklung, Stammzellen oder Tumorentstehung: Entwicklungsbiologie ist ein weites Feld und überlappt mit anderen Disziplinen. Zwei Max-Planck-Institute aus Tübingen und Münster haben die Nase vorn.

Schon als Zygote erkennt man im Molchkeim Strukturen, die sich farblich unterscheiden. ­Hilde Mangold und Hans Spemann transplantieren in den frühen 1920er Jahren verschiedene Regionen des Molchkeims aus unterschiedlichen Entwicklungsstadien hin und her, um schließlich im Molch-Ei einen Organisator zu entdecken, der die Zellen quasi „einnordet“ und auf den richtigen Differenzierungsweg bringt (siehe Int. J. Dev. Biol. 45(1): 13-38). Ein halbes Jahrhundert später finden und dokumentieren die Forscher um Christiane Nüsslein-Volhard in akribischer Kleinarbeit Gene, die die Embryonal- und Larvalentwicklung von Drosophila mitsteuern (Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 32: 1-46).

Pioniere wie diese sind Entwicklungsbiologen, wie sie im (Lehr-)Buch stehen. Natürlich gibt es auch heute noch Forscher, die der Entwicklungssteuerung in Tieren und Pflanzen auf der Spur sind. Meist aber mit sehr viel spezifischeren Fragestellungen. Wann und wie differenziert sich ein bestimmter Zelltyp? Welche Signalwege sind dafür relevant? Wird dabei Chromatin umorganisiert? Der Archetyp des Entwicklungsbiologen, der Amphibienembryonen und Fliegenlarven unters Binokular legt, ist heutzutage nicht mehr der Regelfall. Vielmehr überschneidet sich die moderne Entwicklungsbiologie mit Genetik und Zellbiologie, und immer mehr rücken Omiken und epigenetische Aspekte in den Fokus. Umgekehrt haben auch andere Disziplinen klassisch entwicklungsbiologische Modellorganismen wie den Zebrafisch für sich entdeckt – die transparenten Embryonen sind eben für alle möglichen Fragestellungen prima geeignet, weil man Zellen leicht markieren und verfolgen kann und dennoch ein lebendes Wirbeltier vor sich hat.

Bei jeder Publikationsanalyse gilt es, die passenden Autoren der jeweiligen Disziplin von anderen „Genres“ abzugrenzen. In den meisten Fällen liefern hierbei die Journale, in denen ein Forscher publiziert, zuverlässige Anhaltspunkte für sein Haupttätigkeitsfeld. Folglich haben wir auch bei den Entwicklungsbiologen vorwiegend nach Wissenschaftlern gesucht, deren Artikel des Öfteren in entwicklungsbiologischen Fachzeitschriften auftauchen.

Unter den meistzitierten Köpfen finden wir dann auch solche Autoren, die regelmäßig in besagter Kategorie veröffentlichen. In absoluten Zahlen vorn ist hier Didier Stainier (10.) vom Max-Planck-Institut (MPI) für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim. Im Analysezeitraum hat er Paper zur Herzregeneration im Zebrafisch, zu Notch-Signalen und zur Tumor­entstehung publiziert, um nur drei Beispiele zu nennen. Zwanzig dieser Artikel sind in entwicklungsbiologischen Journalen erschienen. In relativen Zahlen betrachtet veröffentlicht Michael Brand (36.) am häufigsten in der Kategorie „Entwicklungsbiologie“: 16 seiner 34 Artikel und damit fast die Hälfte stehen in entsprechenden Fachzeitschriften. Brand erforscht am Biotechnologiezentrum der TU Dresden die Entwicklung und Regeneration des Wirbeltiergehirns.

Doch die Anzahl der Veröffentlichungen in den fachspezifischen Zeitschriften als alleiniges Kriterium erwies sich als wenig zuverlässig. Nehmen wir Thomas Bosch (31.) von der Uni Kiel: Er arbeitet mit Hydra – einem Organismus, der wegen seiner Regenerationsfähigkeit prädestiniert ist für die Entwicklungsbiologie. Der Zoologe möchte mehr wissen über die Stammzellen der Polypen und die Rolle von FoxO bei der Hydra-Entwicklung. Bosch ist außerdem Vorsitzender der Gesellschaft für Entwicklungsbiologie (GfE), hat im Analysezeitraum aber keinen einzigen seiner Artikel in einer Zeitschrift publiziert, die im Web of Science als „entwicklungsbiologisch“ kategorisiert ist. Viele weitere Autoren sind ihren Forschungsthemen nach eindeutig der Entwicklungsbiologie zuzuordnen, ohne explizit in entwicklungsbiologischen Journals aufzutauchen. Sechzig Prozent unserer meistzitierten Köpfe haben im einschlägigen Zeitraum weniger als fünf solcher Veröffentlichungen vorzuweisen.

Umgekehrt findet man auf diesem Wege Namen, die nicht in unser aktuelles Ranking gehören. So etwa Karl Schellander – er hat zwölf Mal in entwicklungsbiologischen Zeitschriften publiziert, unter anderem zu regulatorischen microRNAs in Oocyten oder zur Expression von Entwicklungsgenen im Rinderembryo. Das sieht nach einem Entwicklungsbiologen aus! Doch Schellander forscht am Institut für Tierwissenschaften, Tierzucht und Tierhaltung der Uni Bonn. Wir rechnen ihn zu einem Vertreter der Reproduktionsbiologie – eine Kategorie, in der er 34 Artikel vorweist.

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Auf den ersten Blick scheint diese Abgrenzung willkürlich, wo doch auch viele Reproduktionsbiologen an Embryogenese forschen und damit Entwicklungsbiologie betreiben. Diese Wissenschaftler arbeiten jedoch meist an Veterinärinstituten und haben die Optimierung der Tierzucht im Hinterkopf, oder sie interessieren sich für Spermien oder Sexualhormone. Sie bilden eine eigene abgrenzbare Community – und deshalb bekommen sie auch ihren eigenen Publikationsvergleich in Laborjournal. Also klammern wir die Reproduktionsbiologen hier trotz klarer Schnittmengen aus.

Doch wie erkennt man nun den Entwicklungsbiologen von heute? Vor allem untersuchen Forscher dieser Richtung, wie sich Zellen in einem Organismus verändern, und welche Signale sie dabei empfangen. Es geht um Zelldifferenzierung – oder auch den umgekehrten Schritt: Wie kann man Pluripotenz induzieren? Hier sei der Wahl-Münsteraner Hans Schöler (6.) vom MPI für Molekulare Biomedizin erwähnt, dessen Gruppe auf diesem Gebiet forscht.

Dann gibt es natürlich die klassischen Entwicklungsgene wie etwa Wingless, dessen Genprodukt für die Flügelentwicklung in Drosophila gebraucht wird. Ein homologes Gen steuert auch im Säuger Prozesse der Embryogenese. Doch weil den wenigsten Säugetieren Flügel wachsen, hat sich für das Gen heute Wnt in der Nomenklatur durchgesetzt. Experte hierfür ist Christof Niehrs (26.) vom Mainzer Institut für Molekularbiologie (IMB). Er arbeitet mit Frosch und Maus und beweist, dass Entwicklungsbiologie und Onkologie nah beieinander liegen können. Denn wenn eine Zelle sich unkontrolliert teilt, ist irgendein Entwicklungsprogramm zur falschen Zeit oder am falschen Ort aktiv.

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Nun wird sich nicht jeder Forscher als Entwicklungsbiologe bezeichnen, der Veränderungen in Zellen entschlüsselt. So interessieren sich auch Immunologen für die Differenzierung der Leukozyten aus Stammzellen, tauchen in den aktuellen Rankinglisten aber nicht auf. Die Wirkung von Hormonen auf den Organismus kann ebenfalls Wachstum, Regeneration oder Differenzierung beeinflussen, ist aber eher Sache der Endokrinologen. Anders sieht es wiederum aus, wenn es um Hormone in Pflanzen geht. Zumindest kennt das Web of Science keine „Phytoendokrinologie“ als Kategorie, und so gelten jene, die die Wirkung von Auxin und Co. erforschen, klassischerweise als Entwicklungsbiologen.

Einer von ihnen ist Jiří Friml (4.) vom Institute of Science and Technology (IST) Austria in Klosterneuburg. Weitere Pflanzenforscher, die sich auf die Entwicklungsbiologie spezialisiert haben, sind etwa George Coup­land (19.) vom Kölner MPI für Pflanzenzüchtungsforschung, der zu Blütengenen und Blattprimordien publiziert, oder Daniel König (17.), der bis 2015 am MPI für Entwicklungsbiologie Tübingen tätig war – demselben Institut, an dem auch Detlef Weigel (3.) zu Hause ist; Weigel untersucht vor allem Methylome und Transkriptome aus Arabidopsis.

Auf der Poleposition steht Joachim Wittbrodt von der Uni Heidelberg; er geht Augen- und Hirnentwicklung am Fischmodell auf den Grund. Auf Platz zwei folgt mit Josef Penninger ein Allrounder, der uns zuletzt im Publika­tionsvergleich zur Immunologie begegnete. Der Forscher vom ­IMBA Wien hat den meistzitierten entwicklungsbiologischen Artikel im Analysezeitraum mitverfasst: eine Arbeit über zerebrale Organoide als Modell für die menschliche Gehirnentwicklung.

Die Top 10 der entsprechenden Artikelliste geben ebenfalls einen Überblick über die bunten Tätigkeitsfelder moderner Entwicklungsbiologen: Etwa zelluläre Signale, die Tumorgenese auslösen können (2.), Moleküle, die das Stadium einer Stammzelle mitbestimmen (6.), oder der Einfluss nichtkodierender RNAs auf den Chromatinstatus bei der Bildung mesodermaler Strukturen (10.).

Als regionale Hotspots fallen zwei Institute ins Auge: Neun der fünfzig meistzitierten Köpfe haben im Analysezeitraum am MPI für Entwicklungsbiologie in Tübingen die Pipette geschwungen. Platz zwei unter den entwicklungsbiologischen Hochburgen im deutschsprachigen Raum geht an das MPI für Molekulare Biomedizin in Münster; hier haben oder hatten sieben der meistzitierten Forscher ein Zuhause. Wien taucht immerhin noch fünfmal in der Liste auf, dreimal mit dem Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA).

Heute zeigt sich die Entwicklungsbiologie also weit komplexer und feinteiliger als in Zeiten, als das Dokumentieren von Entwicklungsstadien im Vordergrund stand. Nicht immer kann man die Entwicklungsbiologie klar von anderen Disziplinen trennen.

Kommen wir zuletzt zurück auf eine Forscherin aus den Reihen der Pioniere, die noch immer publiziert und auch in der aktuellen „Köpfe“-Liste steht: Die Nobelpreisträgerin Christiane Nüsslein-Volhard (21.), die kürzlich ihren 75. Geburtstag feierte und auch heute noch in Tübingen mit Zebrafischen arbeitet. Sie und ihre Weggefährten hatten um 1980 die Entwicklungsbiologie untrennbar mit der Genetik verwoben. Damit hatten sie neue Türen geöffnet. Was dahinter liegt, erkunden seither nicht nur Entwicklungsbiologen.