Die Datenartistin
Angela Goncalves ist Bioinformatikerin und leitet seit fast drei Jahren die Nachwuchsgruppe „Somatische Evolution und Früherkennung" am DKFZ. Ihre kreativen Ideen, eine zufällige Begegnung im Bus und nicht zuletzt ihre Zielstrebigkeit haben die 36-jährige Portugiesin in die Krebsforschung geführt. Hier fühlt sie sich jeden Tag von Neuem angespornt.
Angela Goncalves
© Tobias Schwerdt / DKFZ
„Unmengen an Daten sortieren, vergleichen, interpretieren, analysieren und modellieren – etwas Besseres kann ich mir nicht vorstellen", sagt Angela Goncalves lachend. Wenn man mit der Bioinformatikerin über ihre Arbeit spricht, fällt sofort auf, wie viel Spaß ihr die tägliche Daten-Jonglage macht, und wie sehr sie die herausfordernden Fragestellungen in der Krebsforschung begeistern. „Data Science ist ein unglaublich wertvolles Werkzeug, um besser zu verstehen, wie Krebs entsteht", sagt Goncalves. Neben ihrer Arbeit am Computer spielt vor allem der Austausch mit Kollegen eine zentrale Rolle. Gemeinsam gilt es, Probleme zu lösen und neue Ideen zu entwickeln. „Das ist ein sehr kreativer und ausgesprochen wichtiger Teil meiner Arbeit", so Goncalves.
Forschen für die Früherkennung
Mit ihrem sechsköpfigen Team forscht Goncalves zu Fragen rund um die sogenannte somatische Evolution. Sie möchten herausfinden, wie sich das Erbgut somatischer Zellen – das sind alle Arten von Körperzellen mit Ausnahme von Geschlechtszellen und ihren Vorläufern – mit der Zeit verändert. Denn werden Mutationen nicht durch zelleigene Reparaturmechanismen eliminiert, können sie im Zuge der Zellteilung an die Tochterzellen weitergegeben werden. Dadurch entstehen in Geweben kleine oder auch größere Inseln von Zellen mit verändertem Erbmaterial. Im Laufe des Alterungsprozesses gibt es immer mehr solcher Inseln aus mutierten Klonen, und sie werden größer. „Die Zellen stehen miteinander in einer Art Wettbewerb", erklärt Goncalves. „Wir wollen besser verstehen, wie dieser Wettbewerb funktioniert, welche Mutationen einen Vorteil verschaffen und welche Zellen zu Krebsvorläufern werden. Außerdem suchen wir nach Markern, die uns zukünftig bei der Früherkennung von Krebs helfen können." Dafür analysieren Goncalves und ihr Team riesige Datenmengen aus Hochdurchsatz-Sequenzierungen. Neue Methoden machen es inzwischen möglich, Mutationen sogar in einzelnen Zellen nachzuweisen. Gemeinsam mit kooperierenden Forschungsgruppen gewinnt das Team die genetischen Informationen aus Hautzellen von Menschen, Mäusen und krebsresistenten Tierarten wie dem Nacktmull. Als Modellsystem nutzt die Gruppe darüber hinaus auch menschliche Zellen des weiblichen Genitaltraktes, die sich aus Menstruationsflüssigkeit gewinnen lassen.
Medizin oder Informatik?
Als Bioinformatikerin arbeitet Angela Goncalves an der spannenden Schnittstelle zwischen medizinischer Forschung und Data Science. Am Anfang ihres Berufsweges musste sie sich allerdings zunächst entscheiden: Medizin studieren oder Informatik? „Am liebsten wäre mir eine Kombination gewesen, doch Bioinformatik konnte man damals in Portugal noch nicht studieren." Sie entschied sich für ein Informatikstudium an der Universität ihrer Heimatstadt Coimbra und war unter 120 Studierenden eine von nur fünf Frauen in ihrem Studiengang. „Es war ein tolles, sehr praxisorientiertes Studium, ich habe es sehr genossen", sagt Goncalves. Nach ihrem Abschluss im Jahr 2007 war ihr Interesse an medizinischen Fragestellungen nach wie vor da. „Als Informatikerin im Bereich Finanzen oder Marketing arbeiten? Nein, es zog mich in die biomedizinische Forschung", sagt Goncalves. Doch zunächst ergab sich noch eine andere spannende Gelegenheit: ein einjähriges Praktikum bei der Europäischen Weltraumorganisation ESA in Rom. Dort arbeitete sie im Bereich der Bildanalyse von Satellitenaufnahmen an der Programmierung von Software mit.
Von Zahlen und Zufällen
2008 ging Angela Goncalves nach Großbritannien an das European Bioinformatics Institute und begann ihre Promotion an der Universität Cambridge. Sie war an einem interdisziplinären Forschungsprojekt beteiligt, bei dem es darum ging, herauszufinden, wie sich die Genregulation bei Säugetieren im Laufe der Evolution verändert hat. „Damals war die RNA-Sequenzierung noch eine ganz neue Technologie, und es mussten riesige Datenmengen ausgewertet werden", sagt Goncalves. Es gelang ihr, eine der ersten bioinformatischen Methoden zur Analyse von RNA-Sequenzierungsdaten zu entwickeln. Nach ihrer Promotion im Jahr 2012 war klar: Angela Goncalves wollte auf jeden Fall in der Forschung bleiben. Weltweit schaute sie sich nach möglichen Postdoc-Stellen um. Eine zufällige Begegnung im Bus sorgte dann allerdings dafür, dass sie noch fünf weitere Jahre in Cambridge verbrachte. „Ich kam zufällig mit meinem Sitznachbarn ins Gespräch", sagt Goncalves. „Es stellte sich heraus, dass er Gruppenleiter am Wellcome Trust Sanger Institute war und einen Postdoc für die Datenanalyse in einem spannenden neuen Projekt suchte. Es passte perfekt!" Sie nahm die Stelle an dem international bekannten Genom-Forschungsinstitut an und arbeitete als eine von zwei verantwortlichen Datenanalysten im Stammzelldatenbank-Projekt HipSci.
Ihr Weg in die Krebsforschung
Während ihrer Postdoc-Zeit gab es dann einen Schlüsselmoment, der Goncalves schließlich in die Krebsforschung führte. „Wir werteten Daten aus Untersuchungen mit gesunden Hautzellen aus und stellten dabei unglaublich hohe Mutationsraten fest", sagt Goncalves. „Was wir da auf dem Bildschirm sahen, zeigte sehr deutlich: Wir wissen noch viel zu wenig darüber, wie sich das Erbgut unserer Körperzellen im Laufe der Zeit verändert, und wie aus ehemals gesunden Zellen Krebsvorstufen hervorgehen." Es gelang ihr schließlich, Methoden zu entwickeln, mit denen sie somatische Zellen gesunder Probanden ohne invasiven Eingriff für ihre weiteren Analysen gewinnen konnte. „Das waren ganz wichtige vorbereitende Schritte, die grundlegend für meine heutige Forschung sind", sagt Goncalves.2018 kam Angela Goncalves mit ihrer Forschungsidee ans DKFZ und baute die Nachwuchsgruppe „Somatische Evolution und Früherkennung" auf. „Dass ich meine Arbeit hier so aktiv selbst gestalten und meiner Neugierde freien Lauf lassen kann, empfinde ich als sehr erfüllend", sagt Goncalves. Und die Ideen werden der Bioinformatikern wohl nicht ausgehen, denn ihre kreative Ader pulsiert kontinuierlich – auch im privaten Bereich. Sie zeichnet gern und spielt Geige und Querflöte. Und wenn die Ideen doch mal nicht so fließen wollen, geht Angela Goncalves gerne in die Natur zum Klettern. „In zweihundert Metern Höhe am Berg hängend kann man sich keine Gedanken über ungelöste bioinformatische Probleme machen", lacht Goncalves. „Doch danach merke ich, wie die Ideen wieder zu fließen beginnen." Man darf also weiterhin gespannt sein auf neue kreative Kunststücke der Datenartistin.
// Nicole Silbermann
