Arne Tiselius: Der Chemiker, der Proteine auftrennte

Blutserum gelangt als einfaches, bernsteinfarbenes Fluid auf den Laborbuchtisch und verhielt sich während des Großteils der Chemiegeschichte wie ein solches – eine Substanz, die sich hartnäckig dagegen sträubte, zerlegt zu werden. Im Jahr 1937 vollendete Arne Tiselius an der Universität Uppsala den Umbau eines Apparats, der einen elektrischen Strom durch genau eine solche Lösung leitete und ihre Proteine mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten wandern ließ. Was wie eine Einheit ausgesehen hatte, spaltete sich in mehrere auf. Elf Jahre später verlieh ihm das Nobelkomitee für Chemie, das in seinem Heimatland tagte, dafür den Preis.

Ein Junge aus Göteborg

Tiselius wurde am 10. August 1902 in Stockholm geboren, aber seine Jugend war von der schwedischen Westküste geprägt. Nach dem Tod seines Vaters zog die Familie nach Göteborg, und dort besuchte er das örtliche Realgymnasium, an dem er 1921 seinen Abschluss machte. Danach ging er an die Universität Uppsala, um Chemie zu studieren – und verließ sie praktisch nie wieder. Uppsala bot ihm seine Ausbildung, sein Labor, seine Karriere und, ein halbes Jahrhundert später, den Ort, an dem er starb.

In Svedbergs Labor

1925 wurde Tiselius Forschungsassistent im Labor von Theodor Svedberg, einer jener Anlaufstellen der europäischen physikalischen Chemie, in denen die Messapparatur ebenso viel galt wie die Theorie. Es war das richtige Umfeld für einen jungen Mann, dessen Instinkte eher zu Instrumenten als zu großen Hypothesen tendierten.

1930 promovierte er mit einer Dissertation mit dem Titel „Die Methode der beweglichen Grenze zum Studium der Elektrophorese von Proteinen“. Der Titel enthält seine gesamte Karriere im Kleinformat. Die Elektrophorese – die Wanderung elektrisch geladener Moleküle durch eine Lösung unter dem Einfluss eines angelegten Feldes – bot prinzipiell eine Möglichkeit, Proteine zu unterscheiden, die sich chemisch viel zu ähnlich waren, um durch gewöhnliche Mittel getrennt zu werden. Verschiedene Proteine tragen unterschiedliche Ladungen; unter Strom müssten sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen und in unterscheidbare Zonen auseinanderziehen. Im Prinzip. In der Praxis war die Technik roh, und die Übergänge, die sie erzeugte, waren so verschwommen, dass darüber gestritten wurde. Die Dissertation war eine solide Arbeit, die vorerst zu nichts Bestimmtem führte.

Der Zeolith-Umweg

Zwischen 1930 und 1935 ließ Tiselius Proteine völlig beiseite und publizierte stattdessen über Diffusion und Adsorption in Zeolithen – den porösen kristallinen Mineralien, die Molekülen entsprechend ihrer Größe und Affinität binden und wieder freisetzen. Damals sah es wie ein Themenwechsel aus. Das war es nicht. Die Adsorptionsanalyse, das Studium darüber, wie sich Substanzen selektiv an Oberflächen festsetzen, sollte sich später mit der Elektrophorese seine Nobelpreisbegründung teilen. Der Umweg lehrte ihn eine zweite Methode, um Gemische aufzutrennen.

Princeton und ein zweiter Anfang

Nach 1935 überquerte Tiselius mit einem Stipendium der Rockefeller-Stiftung den Atlantik, um im Labor von Hugh Stott Taylor an der Princeton University zu arbeiten. Als er nach Uppsala zurückkehrte, wandte er sich wieder dem Problem zu, das er aufgegeben hatte – der Trennung von Proteinen –, und diesmal ging er es eher als ingenieurtechnische denn als chemische Frage an.

Der Apparat von 1937

Das Ergebnis war 1937 ein wesentlich verbesserter Apparat für die elektrophoretische Analyse. Dies war der Durchbruch, und es lohnt sich, präzise zu sein, was für eine Art Durchbruch es war: Tiselius entdeckte kein neues Naturgesetz. Er baute eine Maschine, die ein bestehendes Prinzip endlich zuverlässig machte. Mit ihr konnte gezeigt werden, dass Serum nicht aus einem einzigen Protein bestand, sondern aus einer komplexen Population von ihnen, die sich in verschiedene Komponenten auflösen ließ. Dieses Ergebnis veränderte die Art und Weise, wie Biochemiker über das Blut dachten, und der Apparat selbst wurde zu einem analytischen Standardwerkzeug – dem Vorfahren einer Familie von Trenntechniken, auf die die moderne Biochemie, die klinische Diagnostik und die Molekularbiologie gleichermaßen angewiesen sind.

Der Preis

Schwedens Björkénska priset folgte 1940. Dann, 1948, der Nobelpreis für Chemie, verliehen „für seine Forschungen über Elektrophorese und Adsorptionsanalyse“. Die Formulierung verdient Beachtung: Das Komitee nannte zwei Methoden statt einer Entdeckung. Tiselius wurde als Werkzeugmacher geehrt, was genau das war, was er tat, weshalb sich sein Einfluss weit über die Fragen hinaus ausbreitete, die er persönlich stellte.

Staatsmann der Chemie

Die letzten zwei Jahrzehnte seines Lebens waren zunehmend institutionell geprägt. Von 1951 bis 1955 amtierte er als Präsident der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie, des Gremiums, das die Standards und die Nomenklatur der Disziplin über nationale Grenzen hinweg schlichtet. Von 1960 bis 1964 saß er dem Vorstand der Nobelstiftung selbst vor – ein Preisträger, der zum Hüter der Maschinerie wurde, die ihn geehrt hatte.

Die Ehrungen häuften sich entsprechend. 1949 wurde er zum auswärtigen Mitglied (Foreign Associate) der US-amerikanischen National Academy of Sciences ernannt, erhielt 1953 den Centenary Prize und wurde im selben Jahr in die American Academy of Arts and Sciences gewählt. Die Franklin-Medaille folgte 1955, die auswärtige Mitgliedschaft in der Royal Society 1957, die Paul-Karrer-Goldmedaille 1961 und die Wahl in die American Philosophical Society im Jahr 1964.

Tod

Tiselius starb am 29. Oktober 1971 im Alter von neunundsechzig Jahren an einem Herzinfarkt in Uppsala, in der Stadt, in der er fast sein gesamtes Berufsleben verbracht hatte. Er war verheiratet und hinterließ zwei Kinder. Ein Krater auf dem Mond trägt seinen Namen – ein dauerhaftes Denkmal, während das nützlichere in Laboratorien steht, wo die Nachfahren seines Apparats von 1937 noch immer trennen, was das Auge nicht sehen kann.