Welche Eigenschaften unterscheiden lebende Systeme von unbelebter Materie? Diese Frage stellte sich Erwin Schrödinger vor mehr als 70 Jahren in seinem Buch mit dem Titel „Was ist Leben?“ Was damals eine mutige und gewagte Frage war, ist heute ein aktuelles Forschungsthema. Durch bahnbrechende Fortschritte in der experimentellen Biophysik und Biologie lassen sich heute biologische Systeme auf intrazellulärer Skala erforschen. Details molekularer Prozesse in biologischen Zellen werden mithilfe modernster Verfahren einer experimentellen Analyse zugänglich. Diese Untersuchungen führen uns zurück auf Schrödingers fundamentaler Frage, die wir im Licht dieser Experimente neu stellen und vielleicht auch, zumindest teilweise, beantworten können,
Zusammen mit seinem Arbeitsteam ist der Theoretische Physiker Erwin Frey auf der Suche nach den Grundprinzipien des Lebens. Dabei fokussiert er sich auf die Untersuchung von Funktionen biologischer Zellen – den fundamentalen Einheiten aller lebenden Systeme. Aus dieser Perspektive sind Zellen aktive, dynamische Systeme, die weit komplexere Eigenschaften aufweisen als unbelebte Materie. Solche zellulären Prozesse zeigen Funktionen wie die Fähigkeiten sich fortzubewegen, sich zu teilen oder auf unterschiedliche Reize in der Umgebung differenziert zu reagieren.
Wie entstehen diese emergenten Eigenschaften von Zellen aus der Wechselwirkung zwischen elementaren molekularen Bausteinen wie Proteinen, Lipiden und DNA? Wie kommt es zur Selbstorganisation des Systems Zelle, und was sind die physikalischen Prinzipien, die das Zusammenspiel der molekularen Komponenten so orchestriert, dass biologische Funktionalität entsteht?
Diese Perspektive stellt einen Bruch mit der reduktionistischen Sichtweise dar. Sie fragt nach Eigenschaften auf der Ebene des Gesamtsystems, nach Universalität, die unabhängig ist von molekularen Details, sondern nach dem Zusammenhang zwischen den Teilen und des Ganzen.
Ein Vortrag im Rahmen der Vortragsreihe Wissenschaft für jedermann in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Museum.
