Erik Zeuthen (1924-1980)

Publiceret Januar 2000

Den danske cellefysiolog Erik Zeuthen blev født d. 15. 11. 1914 i Hareskovby (Forældre: civilingeniør Otto Ludvig Z. og Ida Mathilde Brøndsted). Han blev mag. scient. 1939 i zoofysiologi, betragtede sig som grundforsker, og var elev af fysiologen August Krogh. Erik Zeuthen blev dr. phil. 1947 på en afhandling om kropsstørrelse og metabolisk hastighed hos dyr (han var især stolt af en figur i afhandlingen, der viser relationen mellem størrelse og oxygenoptagelse - spændende fra bakterier og store pattedyr, ialt en størrelsesforskel på 7 dekader). Han blev forstander for Carlsbergfondets Biologiske Institut Tagensvej 16 København i 1957 samt professor samme sted 1960, hvor han var til sin død i 1980. Erik Zeuthen videnskabelige hovedindsats ligger indenfor celledelingens fysiologi i studiet af cellecyklus med henblik på forberedelsen til celledeling, og han har bl. a. udviklet metoder til induktion af synkron cellevækst i massepopulationer af celler.

I perioden under anden Verdenskrig havde Zeuthen arbejdet med mikrometoder til at måle respiration sammen med Kaj U. Linderstrøm-Lang og Heinz Holter på Kemisk Afdeling på Carlsberglaboratorium i Valby. Han havde studeret oxygenoptagelse både i mindre dyr og i ægceller og fandt at intensiteten af respirationen var relateret til cellecyklus. Ved Hopkins Marinbiologiske Station i Monterey Californien USA så han i 1948 et stort antal befrugtede søpindsvineæg dele sig i synkroni og blev introduceret til renkulturer af den encellede ciliat Tetrahymena pyriformis, som efterfølgende i en lang række år blev hans foretrukne forsøgsorganisme. Han opdagede ved et tilfælde, at en cellekultur af denne organisme delte sig synkront et par timer efter, at den var taget ud af køleskabet og var bragt tilbage til stuetemperatur. I de følgende år studerede han dette fænomen i detaljer og udviklede teknikker, hvor han både gjorde brug af kulde- og varmechok til at inducere synkroniseret celledeling i massekulturer af Tetrahymena. Sammen med den østrigske cellefysiolog Otto Scherbaum, udviklede han metoder til cyklisk kulde/varmebehandling af celler, hvilket gjorde det muligt at studere biokemiske parametre i relation til deres position i cellecyklus.

Professor Erik Zeuthen demonstrerer den cartesianske dykkerteknik for den japanske prins Heisei Hirohito
Professor Erik Zeuthen demonstrerer den cartesianske dykkerteknik for den japanske prins Heisei Hirohito ved et besøg på Carlsbergfondets Biologiske Institut i 1965. Den japanske kejserlige familie er velkendt for sin interesse for biologi og har bl. a. indrettet en slimsvampehave ved det kejserlige palads i Tokyo (Foto: Jytte Nilsson).

I begyndelsen studerede Zeuthen, Kirsten Hamburger og Arne Løvlie (Norge) respirationen og vægtforøgelse i både enkeltceller og synkroniserede celler. Paul Plesner var interesseret i variationerne i nukleotidindholdet og Birgit Satir (født Hegner) i nedbrydningen af glykogen. Leif Rasmussen og Denys Wheatley (Skotland) var interesseret i syntesen af specifikke proteiner, der var nødvendige for celledelingen, og Jytte Nilsson undersøgte dannelse af fødevakuoler og fandt, at denne standsede kort tid før celledeling. Zeuthen, Jytte Nilsson og Norman Williams samt Joseph Frankel (begge sidstnævnte fra USA) studerede syntese af mundapparatet i forbindelse med celledeling.

Ikke alle testede cellesystemer (eller alle stammer af Tetrahymena) kunne synkroniseres ligeså godt som Tetrahymena pyriformis vha temperaturchock. Imidlertid viste Zeuthen og Birte Kramhøft, at gær (Schizosaccharomyces pombe) kunne synkroniseres effektivt med denne metode. Det molekylære grundlag for den "set-back" mekanisme, der fører varmebehandlede celler tilbage til et fælles klokkeslæt i cellecyklus, blev søgt forklaret ved en senere observation af Arthur Forer (Canada) og Olav Behnke, at mikrotubulære strukturer har forskellig følsomhed overfor temperaturskift og leder til en "set-back" og dermed til celledelingssynkroni. Norman Williams (USA) har senere vist at cyklin-lignende molekyler hober sig op og forsvinder og er en mere sandsynlig årsag til delingssynkronien.

De mikrometoder, der blev udviklet på Carlsbergfondets Biologiske Institut, fortsatte med at være instituttets nøgleaktiviteter, og mange udenlandske forskere kom for at lære disse teknikker for at anvende dem på eget biologisk system. Bl. a. videreudviklede Zeuthen og Løvlie et mikro-respirationskammer "en dykker" der vandrede i en vægtfyldegradient og hvis vandringer kunne registreres vha "time-lapse" fotografering. Dette system blev taget i anvendelse af en række forskere. Bl. a. af Peter Satir (USA) til at registrere vægten af enkeltamøber (Pelomyxa carolinensis) gennem cellecyklus.

Erik Zeuthen i midten af 1960'erne
Erik Zeuthen fanget i en munter situation ved en af de daglige frokoster omkring det store konferencebord, som var dagens mødested på 1. sal på Carlsbergfondets Biologiske Institut på Tagensvej 16 i København midt i 1960rne. Frokosterne fortsatte ofte som små improviserede seminarer om emner, som optog de deltagende. Talrige problemer og ideer blev her lanceret over et glas Carlsbergøl (Foto: Jytte Nilsson).

Eftersom Carlsbergfondets Biologiske Instut under Zeuthens ledelse blev et velbesøgt internationalt forskningsmiljø, og eftersom Tetrahymena var populær som experimentel forsøgsmodel, blev efterhånden andre aspekter af dens biokemi og genetik inddraget i de videnskabelige undersøgelser af de mange gæsteforskere, der besøgte instituttet. Clifford Brunk (USA), Ron Pearlman (Canada) samt Helge Andersen og Ole Westergaard undersøgte forskellige aspekter af DNAs omsætning/syntese. Ed Orias og Peter Bruns (USA) introducerede Tetrahymenas genetik til det europæiske forskningsmiljø gennem et EMBO-kursus organiseret af Erik Zeuthen på Carlsbergfondets Biologiske Institutut. For mit eget vedkommende startede mit disputatsarbejde om ribosomdannelse i 1964 på Carlsbergfondets Biologiske Institut i samarbejde med Paul Plesner. Arbejdet blev videreført og afsluttet på Biokemisk Institut B (BIB) ved Københavns Universitet i samarbejde med Jan Engberg. Vi fortsatte med identifikation af det palindrome, ekstrakromosomale, ribosomale DNA molekyle. Dette arbejde førte senere indirekte til Thomas Cech´s (USA) opdagelse af ribozymet (katalytisk RNA, Nobelpris 1989) i ribosomale RNA forstadier hos Tetrahymena bl. a. affødt af Tom Cech´s studieophold på BIB midt i 1970rne. I Danmark har Henrik Nielsen på BIB videreført arbejdet med ribozymer i sine studier af katalytisk RNA i forskellige Tetrahymena stammer. Birgit og Peter Satir har senere i USA etableret en forskergruppering, hvor cellemotilitet og signallering relateret til mikrotubuli og membraner har været i fokus. I Danmark er der i 1980rne og 90rne især blevet udført undersøgelser af Tetrahymenas evne til cellesignalering og betydning af denne for kemotaksi, vækst og celleoverlevelse. Disse studier er blevet foretaget af Leif Rasmussen og Søren Christensen på Institut for Medicinsk Biologi, Odense Universitet og Institut for Medicinsk Biokemi og Genetik (IMBG) på Københavns Universitet af undertegnede forfatter og Per Hellung-Larsen. Vi er p.t. specielt interesseret I karakterisering af de molekylære begivenheder i cilierne i relation til cellesignallering.

Som menneske og videnskabsmand var Zeuthen imødekommende, men med et stærkt temperament og med stort engagement i detaljen. Zeuthen var pragmatiker snarere end teoretiker og havde et udpræget praktisk håndelag for selv at lave sine forsøg. Når man skrev artikel med Zeuthen blev hver sætning endevendt før endelig godkendelse. En af hans passioner var ordenes "egentlige" betydning, deres etymologi. Han bemærkede endvidere i barsk spøgefuldhed ved en lejlighed, at enhver god forsker burde kunne klare at lave forsøg med en gammel konservesdåse og et stykke snor. Det skulle vel forstås på baggrund af hans egen start som forsker. Han var han vant til fra sin unge år i krigsårene og efterkrigstiden, at de økonomiske rammer for forskning kunne være særdeles trange, og at den enkelte forskers videnskabelige engagement og motivation var afgørende. Zeuthen døde i 1980 efter en lang række år som forstander ved Carlsbergfondets Biologiske Institut, hvor han var så priviligeret i næsten 25 år at få stillet de nødvendige fysiske rammer til rådighed for at opbygge et forskningsmiljø og til at kunne forfølge egne mål, som grundforsker.

Kilder:

  1. Leif Rasmussen and Denys Wheatley: The Biological Institute of the Carlsberg Foundation:
  2. International centre for cell biology for 50 years.
  3. Cell Biology International Reports (1983), Vol.7. no. 12
  4. Nilsson, J.R.: Erik Zeuthen. Vidensk. Meddelelser Dansk Naturhistorisk Forening (1980) 142, 193-204. Her findes en fuldstændig liste over Erik Zeuthens publikationer.
  5. Kraks Blå Bog 1979.