Ein Eureka-Moment ist das, wovon jeder Wissenschaftler träumt. „Man könnte denken, man geht früher nach Hause und trinkt ein Glas Wein“, sagt Chris Scarborough, Head of Disease Control and Insect Control Research Chemistry bei Syngenta. „Stattdessen geht man noch später nach Hause, weil man einfach nicht aufhören kann – man will mehr Daten, also arbeitet man länger.“
Er beschreibt den Moment, als er und seine Kollegen im Process Research Team in Stein, Schweiz, einen Durchbruch bei der Entwicklung einer Electrochemistry-Plattform für die Bereitstellung wichtiger Moleküle erzielten. Die Entdeckung setzte einen neuen Industriestandard, der schneller und von Natur aus nachhaltig war.
Es sind diese Momente, die durch den Science and Technology (S&T) Prize gefeiert werden, der jedes Jahr an Syngenta Wissenschaftler für transformative, innovative Wissenschaft verliehen wird. Diese preisgekrönten Durchbrüche entstehen nicht immer durch plötzliche Eingebung, sondern oft durch jahrelange harte Arbeit, Zusammenarbeit und geteilte Expertise von Teams, die gemeinsam an Lösungen arbeiten.
Das Forschungszentrum von Syngenta in Stein (Schweiz)
Funktioniert es wirklich?
Alan Robinson, Head of Global Chemical Operations and Process Research und ebenfalls Mitglied des preisgekrönten Teams, erlebte, was er als „Prolonged Eureka Moment“ beschreibt.
Parallel zu Scarborough und dem Rest des Teams arbeitete Robinson in der Photochemie und untersuchte, wie sich Moleküle verändern, wenn sie Licht absorbieren. Als der Durchbruch kam, sagt Robinson: „Ich konnte es kaum glauben.“
„Ich glaube, ich habe das Team wirklich genervt, weil ich sie das Experiment immer wieder wiederholen ließ. Wir haben es fünfmal geschafft, und dann dachte ich: ‚Okay, jetzt können wir jemandem außerhalb des engsten Teams sagen, dass es funktioniert.‘“
Chris Lindsay, Syngenta Fellow am Jealott’s Hill International Research Center in Großbritannien, war Teil eines S&T Prize-Teams, das eine neue Methode zur Mikroverkapselung von Pflanzenschutz-Produkten entdeckte.
Die aktiven Inhaltsstoffe dieser Produkten müssen immer so formuliert werden, dass sie am effektivsten sind. Ein entscheidender Teil davon ist die Herstellung mikroskopischer Kapseln, die den Wirkstoff tragen – das ist Mikroverkapselung. Aber was passiert, wenn das Material dieser Kapseln aufgrund regulatorischer Änderungen nicht mehr verwendet werden darf?
Das Gewinnerteam des S&T-Preises 2019, von links nach rechts: Mattias Lehman, Chris Scarborough, Claudio Battilocchio, Alan Robinson, Dominque Marantelli, Michael Dieckmann
Ein Eureka-Moment nach dem anderen
„Der erste Eureka-Moment kam, als wir wussten, dass wir das wegen einer bevorstehenden Microplastics-Beschränkung in Europa tun müssen“, sagt er. „Aber das andere entscheidende Element war, ein Team mit den richtigen Fähigkeiten zusammenzustellen und eine kollaborative Arbeitsweise einzurichten.“
Die Herausforderung war komplex: Könnte man eine Methode für Microencapsulation entwickeln, die über Jahre hinweg stabil bleibt, während das Produkt gelagert wird, und gleichzeitig schnell und sicher biologisch abbaubar ist – ohne Sicherheit oder Wirksamkeit zu beeinträchtigen?
Kelli Stockmal, Senior Staff Formulation Scientist, die an dem Projekt arbeitete, erklärt: „Es ist einfach, Mikrokapseln herzustellen, aber es ist wirklich schwierig, gute herzustellen.“
Angesichts der technischen Komplexität und der strengen Standards, die eine neue Methode erfüllen müsste, waren Durchbrüche das Ergebnis von Geduld und einem Team mit vielfältigen, sich ergänzenden Fähigkeiten.
„Keines meiner Experimente funktionierte so, wie ich gehofft hatte“, erinnert sich Stockmal. „Ich erinnere mich an das erste Mal, als ich eine Kapsel erhielt, die in der Zielgrößenordnung lag und nicht flockuliert oder verklumpt war – das war wirklich vielversprechend. Ich fragte mich sofort: ‚Okay, kann ich das wiederholen, und wie kann ich es verbessern?‘ Dieser Durchbruch bestätigte einen vielversprechenden Weg, der unseren Fortschritt beschleunigen würde.“
Lindsay sagt: „Wir hatten diese große Herausforderung und keine Ahnung, wie wir sie bewältigen sollten – wir hatten ein völlig leeres Blatt Papier.“
Durch enge Zusammenarbeit und die Bereitschaft, den Beweisen zu folgen, untersuchte das Team vielversprechende Ansätze für Lösungen in Bereichen wie Synthetic Chemistry, Natural Polymers und mehr.
Lindsay ergänzt: „Ja, man kann seinen eigenen Eureka-Moment haben, aber dann braucht man viele weitere. Und dafür braucht man komplementäre Expertise und unterschiedliche Perspektiven.
Wir haben Ideen geteilt, es spielte keine Rolle, wessen Idee es war – niemand hielt an seinem Ansatz fest, um voranzukommen. Was auch immer weiterverfolgt wurde, geschah mit kollektiver Zustimmung.“
Das Gewinnerteam des S&T-Preises 2023, von links nach rechts: Matt Rymaruk, Phil Taylor, Martine de Heer, Chris Lindsay, Annette Christie
GiFT - Eine preisgekrönte Entdeckung
Unabhängig davon, woher die Inspiration für ein Projekt kommt, bleibt die Begeisterung für einen Durchbruch immer präsent.
Nehmen wir das Team hinter der preisgekrönten Entdeckung von Genotype Independent Fast Transformation (GiFT) – einer neuen Methode zur Modifizierung von Sojabohnen mit neuen, vorteilhaften Eigenschaften wie verbessertem Ertrag oder erhöhter Krankheitsresistenz.
Heng Zhong, Syngenta Fellow in R&D Trait Generation und ehemaliger S&T Prize-Gewinner, erinnert sich deutlich an seinen Eureka-Moment:
„Wir haben das erste Experiment gemacht, und plötzlich hat es funktioniert“, sagt er. „Mein Mitarbeiter und ich waren so aufgeregt, dass wir direkt aus dem Gewächshaus rausgingen und allen erzählten: ‚Wir haben gerade großartige Ergebnisse erzielt.‘“
Dieser Mitarbeiter war Changbao Li, Principal Scientist in Seeds Research. Zhong und Li waren Teil eines Teams am Research Triangle Park in North Carolina, USA.
Der außergewöhnliche Durchbruch ihres Teams hat es ermöglicht, eine neue Methode für Gene Editing und Genetic Modification in Sojabohnen zu entwickeln – etwas, das in der Branche jahrzehntelang teuer und begrenzt war. Der Prozess ist schneller und effizienter als alles, was es zuvor gab.
Zu seinem Eureka-Moment sagt Li: „Es ist mein wissenschaftlicher Traum, Wissenschaft zu machen, die sowohl neu als auch nützlich ist. Ich hatte das Gefühl, dass dieser Traum in diesem Moment wahr geworden ist. Ich bin sehr stolz darauf.“
Die Gewinner des S&T-Preises 2020 Changbao Li (links) und Heng Zhong (Mitte) zusammen mit Tara Liebler, Leiterin des operativen Geschäfts
Die daraus entwickelte Plattform hat geholfen, die weltweit führende Pipeline für Sojabohnen aufzubauen. GiFT ist so wichtig, dass der Großteil der globalen Sojabohnenproduktion von Syngenta jetzt den GiFT-Prozess nutzt.
Einer der größten Vorteile von GiFT ist seine Effizienz und Geschwindigkeit, die es Wissenschaftlern ermöglicht, schnell neue Gene in das Soja-Genom einzufügen. Dieser Prozess des Einfügens wird als transgenic event bezeichnet.
Zhong sagt: „Die Produktion ist von 2.000 transgenic events pro Jahr und Person auf 9.000 pro Person gestiegen. Diese Vervierfachung bedeutet, dass wir dieselben Ressourcen effizienter nutzen können, um an anderen Projekten zu arbeiten, die Tausende von transgenic events erfordern.“
Ob durch einen Geistesblitz oder die geduldige Arbeit vieler Experimente – diese Eureka-Momente sind ein Beweis für die kollektive Anstrengung und Expertise, die erforderlich ist, um bahnbrechende Innovationen im großen Maßstab in die Welt der Landwirtschaft zu bringen.
