Dr. Thomas J. Lane: Auf der Spur der hellsten Röntgenstrahlen

26. April 2021

Foto: privat

Seit Mitte 2020 leitet Dr. Thomas J. Lane die Arbeitsgruppe Photobiology bei DESY und forscht als federführender Nachwuchswissenschaftler im Exzellenzcluster „CUI: Advanced Imaging of Matter“.

„Ich war schon immer fasziniert davon, wie sich Proteine selbst zusammensetzen und funktionieren können“, sagt Lane, dessen wissenschaftliche Karriere mit einem Chemie-Studium am Pomona College in Kalifornien, USA, begann. Der Stipendiat der National Science Foundation spezialisierte sich auf die Simulation molekularer Dynamik und promovierte 2015 an der Universität Stanford. Besonders beschäftigte ihn die Frage nach den erforderlichen physikalischen Bedingungen für die Selbstorganisation von Systemen. Lane: „Die komplexen Modelle, die wir aufbauten, konnten durch aktuelle Experimente nicht falsifiziert werden, weshalb ich anfing, mich mit der Arbeit am SLAC, gleich oben auf dem Hügel von Stanford, zu beschäftigen.“ Die Zeitaufgelöste Kristallographie erfuhr gerade eine Renaissance, so dass Lane ans SLAC wechselte und die nächsten fünf Jahre am dortigen LCLS forschte. Dort spezialisierte er sich auf die Arbeit mit XFELs und die Abbildung von Enzym-Reaktionen, die Entwicklung neuer chemischer Technologien, um noch mehr Proteine für die Photoanregung nutzen zu können und die weitere Methodenentwicklung in der Bildgebung von Proteinen. Später forschte er im Rahmen der Machine Learning-Initiative mit dem Ziel, die Strukturbiologie mit Hilfe von Machine Learning voranzutreiben.

Nach fünf Jahren folgte der Wechsel nach Hamburg. „Auf der Spur der hellsten Röntgenstrahlen, die es gibt, wechselte ich 2020 zu DESY, um mit der fantastischen Gruppe von Leuten am CFEL zu arbeiten und direkt neben dem European XFEL zu sein“, sagt Lane. Hier leitet er die Helmholtz Young Investigators Group „Role of Enzyme Dynamics in Catalysis Revealed by Time Resolved Crystallography“. Kooperationspartner ist CUI-Mitglied Prof. Arwen Pearson von der Universität Hamburg.

Dr. Lane, Sie haben in Kalifornien Chemie studiert. Wie kam es zu dieser Studienwahl?

Ich hatte das Glück, in meinem ersten Jahr in Pomona einen inspirierenden Chemielehrer zu haben, Mal Johal. Mal glaubte wirklich an seine Studenten, und wenn man sein Student war, färbte dieser Glaube irgendwie auf einen ab, er war ansteckend. Mal gab mir die Chance, zusammen mit einer anderen Studienanfängerin, Rebecca Hamlin, in seinem Labor zu arbeiten, und ermutigte uns einfach, mit der Arbeit zu beginnen. Wir wussten nicht, dass wir versagen könnten oder wie groß die Herausforderungen sein würden, also taten wir es. Wir hatten keine Angst oder Erwartungen - und die Aufregung, in einem Labor zu sein, trieb uns voran. In Mals Labor begann ich mit ein paar einfachen Experimenten zur Selbstmontage von schichtweise aufgebauten Polymerfilmen und die ersten Schritte meiner Karriere waren gelegt.

Wer hat Sie besonders geprägt? Haben Sie Vorbilder?

Mal habe ich bereits erwähnt. In Stanford waren mein Betreuer Vijay Pande und die Gruppe, die er damals leitete, wirklich etwas Besonderes. Eine wirklich kollaborative, lustige und intelligente Gruppe von Leuten. Ich denke aber, dass Buzz Baldwin in Stanford einen großen Einfluss auf mich hatte, auch wenn wir nur selten miteinander zu tun hatten. Buzz demonstrierte die Macht des sorgfältigen Denkens, der Gelehrsamkeit und dass Alter eine Frage der Einstellung ist, nicht der Jahre seit der Geburt. Ich habe immer gehofft, dass meine Arbeiten Buzz interessieren würden, und es war mir ziemlich egal, wenn niemand sonst einige der esoterischeren Arbeiten las, die ich schrieb.

Was ist das Besondere an Ihrer Forschung? Was fasziniert Sie daran?

Ich bin immer noch besessen von der Bewegung von Proteinen - die Fähigkeit dieser Moleküle, sich selbst zu organisieren und dann spontan Energie und Signale zu kanalisieren und Chemie zu betreiben, ist erstaunlich. Ich konzentriere mich auf diesen kleinen Bereich der Wissenschaft, was ihn für mich natürlich besonders macht, aber es ist einfach Geschmackssache: Viele Arbeiten sind interessant.

Was macht für Sie einen guten Wissenschaftler, eine gute Wissenschaftlerin aus?

Wissenschaft ist schwierig, weil sie Gegensätze in derselben Person erfordert: Liebe zum Detail und die Fähigkeit, das große Ganze zu sehen; Intelligenz, aber die Bereitschaft, stundenlang langweilige, sich wiederholende Arbeit zu verrichten; die Fähigkeit, daran zu glauben, dass die Dinge funktionieren, und Risiken einzugehen, gepaart mit einem scharfen kritischen Blick. Keiner hat all diese Dinge. Ich denke, die besten - oder vielleicht auch nur die glücklichsten - Wissenschaftler sind die, die Kollegen finden, die ihre Schwächen ausgleichen können.

Was sind Ihre Ziele für die nächsten zwei Jahre?

Mein Ziel ist es, bis dahin Teil eines unterstützenden Teams zu sein, das produktiv ist und Spaß hat! Ich spüre die Verantwortung auf meinen Schultern, das zu erreichen, aber es ist eine Herausforderung, auf die ich mich freue.