Karl-Josef Dietz erforscht, was Pflanzen stresst

13.12.2018

Nicht nur Musiker schreiben Hits. Auch Forschende landen mit ihren Fachpublikationen den einen oder anderen Volltreffer. In der Wissenschaft bemisst sich der Erfolg vor allem daran, wie oft andere aus der Arbeit zitieren.

Prof. Dr. Karl-Josef Dietz (61) von der Universität Bielefeld gehört laut dem Ranking „Highly Cited Researchers 2018“ zu den weltweit meistzitierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern – und das jetzt schon zum vierten Mal in Folge. Erfasst wurden Veröffentlichungen aus den Jahren 2006 bis 2016. Dietz erforscht die Biochemie und den Stoffwechsel der Pflanzen. Zu seinen erfolgreichsten Arbeiten gehören Titel, die zunächst kompliziert klingen mögen: „Die Bedeutung von Aminosäuren für Pflanzen und ihre Anpassung an Schwermetall-Belastung“ etwa, mit 506 Zitationen. Oder: „Die Beziehung zwischen giftigen Metallen und dem zellulären Redox-Ungleichgewicht“, der 390 Mal zitiert wurde.

Im Kern gehe es darum, wie sich Pflanzen an Stressfaktoren wie Wassermangel oder Hitze anpassen. Karl-Josef Dietz erklärt: „Unter nicht optimalen Umweltbedingungen beobachten wir bei Pflanzen ähnliche Prozesse wie bei anderen Organismen: Es entstehen freie Sauerstoff-Radikale. Und die führen wiederum zu einer Anpassung des pflanzlichen Stoffwechsels. Dadurch kann die Pflanze im besten Fall überleben.“

Außerdem ändert sich bei Stress die Gen-Aktivität – bestimmte Gene des pflanzlichen Erbguts werden dann häufiger abgelesen. Auch das lässt sich messen.

Die Arbeitsgruppe von Karl-Josef Dietz untersucht die Auswirkungen solcher Stressfaktoren im Labor, denn dort lassen sich die Umweltbedingungen viel genauer einstellen. Außerdem kann die genetische Ausstattung einer einzelnen Pflanze analysiert werden. Manche Pflanzen sind nämlich besser angepasst als andere. „So erfahren wir mehr über die Mechanismen, die zum Überleben aktiviert werden müssen“, sagt Dietz.

Frühe Faszination für Pflanzen

Pflanzen haben Karl-Josef Dietz schon seit seinem eigenen Biologiestudium fasziniert. Nach seiner Promotion in Würzburg ging er in die USA, um dort mehr über die molekulare Biologie zu lernen. Als Schlüsselerlebnis seiner Forscherkarriere bezeichnet er die Entdeckung einer bestimmten Gruppe von Enzymen in Pflanzen. „1996 haben wir die Peroxiredoxine in Pflanzen entdeckt. An denen arbeiten wir noch heute.“

Heute sind die Methoden der Molekularbiologie und Gentechnik viel schneller und genauer als damals. Trotzdem ist der Stoffwechsel von Pflanzen noch längst nicht vollständig erforscht, im Gegenteil: Aus jeder neuen Erkenntnis ergeben sich wieder neue Fragen. Aktuell interessiert sich der Forscher besonders für sehr schnelle Reaktionen von Pflanzen auf äußere Reize: „Wir Menschen sehen mit den Augen innerhalb von Millisekunden etwas, und die Pflanze nimmt auf der gleichen Zeitskala Reize wahr. Wir beobachten, dass innerhalb von Minuten die Proteinsynthese umgesteuert werden kann. Das ist relevant, weil das die Pflanze unheimlich viel Energie kostet: 20 bis 30 Prozent.“

Fürsprecher der Grundlagenforschung

Karl-Josef Dietz verwendet einen Großteil seiner Energie und Zeit auf die Forschung. Er ist der Meinung, die deutschen Universitäten sollten sich weiterhin auf Grundlagenforschung konzentrieren. „An anderen Stellen sieht man leider, dass die angewandten Aspekte schon sehr dominieren und den Forschern übergestülpt werden“, sagt der Biologe. „Ich finde es toll, dass in Deutschland die Grundlagenforschung noch so hochgehalten wird. Und ich bin vehement dafür, dass das auch so bleibt.“

Welche Anwendungen sich aus neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen ableiten, zeige sich oft erst später. Seine eigene Forschung könnte angesichts des kommenden Klimawandels schon bald relevanter werden – schließlich geht es darum, wie Pflanzen auf lange Trockenperioden oder erhöhte Temperaturen reagieren.

Sport sorgt für Ausgleich

Lange Arbeitstage an der Universität nimmt Karl-Josef Dietz für die Forschung gerne in Kauf. „Ich glaube, Forscher sind immer etwas … speziell. Sie arbeiten gerne, und es ist immer etwas zwischen Beruf und Hobby. Trotzdem kommen auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ins hohe Alter – es muss also nicht unbedingt negativ sein.“

Für etwas Ausgleich sorgt der Forscher mit einem (fast) täglichen Sportprogramm: Über einen Kilometer Schwimmen, und wann immer es geht, setzt er sich für den Weg zur Uni aufs Rad.

Das Interesse an der Wissenschaft reicht in seiner Familie jetzt schon bis in die nächste Generation. „Unsere älteste Tochter hat das aufgegriffen und auch Biochemie studiert. Sie ist jetzt in Frankfurt und macht Einzelmolekül-Analytik“, erzählt Dietz.

Neben Karl-Josef Dietz wird von den Forschenden der Universität Bielefeld Professorin Dr. Katharina Kohse-Höinghaus (66) am häufigsten zitiert. Sie arbeitet im Bereich Physikalische Chemie.