Wie die Vermischung von Wissenschaft und Industrie Türen in der Graduiertenschule und darüber hinaus öffnet

Aug 25, 2023

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Patience Chihomvu stellte 2022 ihren Vorschlag für ein Postdoktorandenprojekt dem Pharmaunternehmen AstraZeneca in Göteborg, Schweden, vor.Quelle: Andy Dunbar/The Burstproof Bubble

Für Patience Chihomvu war es nicht immer eine Möglichkeit, einen Postdoc-Abschluss bei einem Unternehmen zu absolvieren. Doch im Jahr 2021 stand die Biotechnologin und frischgebackene Doktorandin vor einer allzu häufigen Frage: wie sie ihre Forschung finanzieren sollte.

Chihomvu hatte eine Postdoc-Stelle an der University of the Witwatersrand in Johannesburg, Südafrika, angenommen. Ihr Plan bestand darin, in den traditionellen Heilpflanzen, die ihr Vater, ein Bewohner des ländlichen Simbabwe, während seiner Genesung von COVID-19 eingenommen hatte, nach potenziellen therapeutischen Verbindungen zu suchen.

Auf diese Weise hoffte Chihomvu, neue Behandlungsmöglichkeiten für Asthma und andere Erkrankungen wie Long-COVID zu finden. Doch das akademische Labor, in dem sie arbeiten wollte, verfügte nicht über die Mittel, um ihre Arbeit vollständig zu unterstützen. „Es gibt viele Hürden, die man überwinden muss, besonders hier in Afrika“, erklärt sie. „Der Wettbewerb ist sehr, sehr hart.“

Im Jahr 2022 bewarb sich Chihomvu um die Teilnahme an der AstraZeneca R&D Postdoctoral Challenge, einem vom Pharmaunternehmen veranstalteten Wettbewerb, der den Gewinnern mindestens zwei Jahre Projektfinanzierung und -unterstützung versprach. Die Gewinner behalten das Eigentum an ihrer ursprünglichen Idee, aber jede Entwicklung geistigen Eigentums während ihrer Postdoc-Zeit könnte im gemeinsamen Besitz von AstraZeneca liegen. Später in diesem Jahr war sie eine von sechs Finalistinnen, die zum Forschungszentrum des Unternehmens in Göteborg, Schweden, geflogen wurden, um ihre Forschung persönlich einer Jury aus verschiedenen Forschungseinrichtungen vorzustellen.

Die Karriereeinblicke, die ich nach einem Jahr bei Google zurück in die Wissenschaft bringe

Während ihres Besuchs besichtigten die Finalisten die Anlage von AstraZeneca. Nach Jahren im akademischen Bereich, in denen sie auf Lieferungen an ihr Doktorandenlabor an der Vaal University of Technology in Vanderbijlpark, Südafrika, warten musste, „war alles überwältigend für mich“, erinnert sie sich. „Ich fühlte mich, als wäre ich gestorben und in den Himmel der Wissenschaft gekommen.“

Am Ende finanzierte AstraZeneca die Forschung aller sechs Finalisten. Eine Chance auf den Wissenschaftshimmel mag selten erscheinen, aber ein solches Modell, das akademische Ideen mit industriellen Ressourcen verbindet, ist nicht einzigartig. Der Wettbewerb von AstraZeneca ist ein Beispiel für eine befristete, branchenbezogene Stelle, die es akademischen Wissenschaftlern ermöglicht, einen Eindruck von der Arbeit in einem Unternehmen zu bekommen, das schließlich die Art von Arbeitgeber ist, die viele Doktoranden letztendlich haben werden.

Dieser Einblick in die Industrie beschränkt sich nicht nur auf die Phase nach der Promotion: Auf der ganzen Welt bieten Institutionen PhD-Programme an, die – durch Praktika oder unternehmensfinanzierte Projekte – die Grenze zwischen Wissenschaft und Industrie überschreiten. Das Potenzial dieser branchenbezogenen Doktoranden- und Postdoktorandenstellen, die Lücke zwischen universitärer Forschung und kommerziellen Produkten zu schließen, hat einige Länder wie Australien dazu veranlasst, stark in ihre Entwicklung zu investieren.

Wer sich in diesen Hybridpositionen engagiert, erhält neue Denkweisen und Karriereoptionen über die akademische Welt hinaus. „Das ist eine lebensverändernde Chance für mich“, sagt Chihomvu.

Doktoranden- und Postdoc-Stellen, die Wissenschaft und Industrie verbinden, sind nicht neu. Ihre Verbreitung variiert jedoch stark zwischen Disziplinen, Institutionen und Nationen.

An deutschen Technischen Universitäten seien Graduiertenprogramme, bei denen Unternehmen die Forschungsarbeiten von Studierenden ganz oder teilweise finanzieren, „sehr verbreitet“, sagt Hans-Joachim Bungartz, Informatiker und Dekan für Informatik, Informatik und Technik an der Technischen Universität München Deuschland. Diese Vereinbarungen seien ein Nebenprodukt der Mandate dieser Institutionen, die zumeist bis ins 19. Jahrhundert zurückreichen, nämlich die Schaffung von Arbeitskräften im Ingenieurwesen und nicht die „Herstellung von Nobelpreisgewinnen“, sagt er. Auch heute noch erfreuen sich die Programme bei Doktoranden großer Beliebtheit, da sie künftige Arbeitgeber kennenlernen und Unternehmen die Möglichkeit bieten, Talente zu rekrutieren und gleichzeitig ihre Forschungskapazitäten zu erweitern.

Allerdings ist es relativ selten, dass PhD-Programme in den Vereinigten Staaten – dem Land, das die meisten Doktoranden der Welt hervorbringt – Elemente der Industrie einbeziehen, sagt Fan Yang, Bioingenieur und Co-Direktor der US National Institutes of Health (NIH). ) Biotechnologie-Ausbildungsprogramm an der Stanford University in Kalifornien.

In den Vereinigten Staaten galt die Erlangung eines Doktortitels in Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwesen und Mathematik (STEM) traditionell als Sprungbrett in die akademische Welt. Daher vermitteln Doktorandenprogramme den Studierenden meist die Fähigkeiten, die sie für ein Leben in einem akademischen Labor benötigen – einschließlich der Durchführung von Experimenten, der Beschaffung von Stipendien und dem Verfassen von Arbeiten.

Warum Branchenpraktika Ihr „goldenes Ticket“ für eine erfolgreiche Karriere sein können

Aber dieses „mönchsähnliche Dasein bereitet einen nicht auf die Karrieren vor, die Doktoranden tatsächlich haben“, sagt David Madigan, Rektor und Senior-Vizepräsident für akademische Angelegenheiten an der Northeastern University in Boston, Massachusetts. Der Prozentsatz der US-amerikanischen Doktoranden, die eine akademische Position übernehmen, ist drastisch zurückgegangen.

In den 1990er und frühen 2000er Jahren hatten mindestens 49 % der US-amerikanischen Doktoranden nach ihrer Verteidigung eine akademische Stelle in Aussicht. Im Jahr 2020 überstieg der Anteil der Doktoranden, die in die Industrie oder Wirtschaft wechselten (40 %), zum ersten Mal in der Geschichte der USA den Wert im akademischen Bereich (39,6 %). Und im Jahr 2021 – dem letzten Jahr, für das Umfragedaten verfügbar sind – hatten nur 35,9 % der kürzlich promovierten Absolventen nach ihrem Abschluss eine akademische Anstellung, verglichen mit 43,2 %, die in die Industrie oder Wirtschaft wechselten (andere waren für Jobs in der Regierung oder im öffentlichen Sektor vorgesehen). Gemeinnütziger Sektor).

Diese sich verändernde Landschaft hat einige Universitäten dazu gezwungen, zu überdenken, welche Fähigkeiten und Erfahrungen eine höhere Bildung bieten sollte. Aus diesem Grund experimentieren einige US-Einrichtungen mit Programmen, die Studenten früher in ihrer Karriere an die Industrie heranführen – oft durch Praktika.

Wenn es etwas gibt, wofür die Northeastern University bekannt ist, dann ist es, dass ihre Studenten ein ganzes Semester lang nicht zum Unterricht gehen müssen. Studenten besuchen abwechselnd ein Semester lang die Universität und arbeiten Vollzeit. Die Idee dahinter ist, dass diese praktische Erfahrung den Absolventen aus dem Nordosten einen Vorteil auf dem Arbeitsmarkt verschafft.

Obwohl die Master- und Doktoranden der Universität nicht verpflichtet sind, außerhalb der akademischen Welt zu arbeiten, können sie sich dafür entscheiden. Im Jahr 2019 startete die Schule ein Programm, um Doktoranden dabei zu helfen, während ihres Studiums Praktika bei Regierungsbehörden, gemeinnützigen Organisationen oder Unternehmen zu absolvieren.

Dieses freiwillige Programm entstand teilweise aus der „wachsenden Erkenntnis heraus, dass ein Doktortitel keine Ausbildung mehr zum Professor bedeutet“, sagt Madigan, der bei der Leitung der Initiative mithilft. Praktika können einen ersten Einblick in den Privatsektor und die verschiedenen Beschäftigungsmöglichkeiten dort geben und zeigen, wie die in der Graduiertenschule erworbenen Fähigkeiten auf dem Arbeitsmarkt genutzt werden können, sagt er.

Der Aufenthalt außerhalb der akademischen Welt bietet Nachwuchswissenschaftlern noch weitere Vorteile. Im Jahr 2022 interviewte der Chemieingenieur Xiangkun (Elvis) Cao fünf Wissenschaftler, die während ihres Graduiertenstudiums nach Praktika in Unternehmen gesucht hatten (ZFM Burton & XE Cao Matter 5, 4100–4104; 2022).

Doktoranden berichteten, dass Praktika ihnen geholfen hätten, Kontakte zur Industrie zu knüpfen, neue Fähigkeiten zu erwerben und sie motiviert zu halten. Ein Interviewpartner sagte zu Cao: „Ein Praktikum ist möglicherweise einer der nützlichsten Kurse, die man an der Graduiertenschule besucht.“

Elvis Cao sagt, dass alle Doktoranden von Industriepraktika während ihrer Ausbildung profitieren können.Quelle: Xu Liu

In manchen Studienbereichen – etwa der Informatik, wo die meisten Studierenden einen Job außerhalb der akademischen Welt erwarten – ist die Absolvierung eines Praktikums während des Erwerbs eines Abschlusses die Norm. Für andere Disziplinen ist dies jedoch nicht der Fall. Darüber hinaus kann es in Bereichen, in denen es keine Praktikumskultur gibt, eine Herausforderung sein, einen Doktorvater davon zu überzeugen, den Studenten zu erlauben, Zeit außerhalb ihrer Dissertationsforschung zu verbringen, möglicherweise über mehrere Monate hinweg, sagt Cao, jetzt Postdoktorand am Massachusetts Institute of Technology Institut für Technologie in Cambridge.

Die Schaffung eines formellen Praktikumsprogramms kann es Doktoranden erleichtern, ihre Betreuer davon zu überzeugen, ihnen Urlaub zu gewähren. Oder noch besser: Das Praktikum kann obligatorisch sein: Das Biotechnologie-Doktorandenprogramm des NIH in Stanford verlangt von jedem Studenten die Absolvierung eines drei- bis sechsmonatigen Praktikums.

Die Programmdirektoren haben sich für diese Anforderung entschieden, weil die meisten ihrer Studenten eine Karriere außerhalb der akademischen Welt anstreben, sagt Yang. Berufserfahrungen bei Technologie-Start-ups oder großen Unternehmen im nahegelegenen Silicon Valley machen Studenten für zukünftige Arbeitgeber attraktiver, sagt sie.

„Es hilft ihnen wirklich, einen reibungsloseren Übergang in die reale Welt zu ermöglichen“, fügt Yang hinzu. Es ist auch ein großer Anziehungspunkt für Studieninteressierte. Melissa Nakamoto, eine Doktorandin im fünften Jahr des Programms, sagt, dass die Praktikumspflicht ein wichtiger Grund für ihre Bewerbung war.

„Ich habe immer gedacht, dass ich in der Industrie arbeiten möchte, aber es ist schwer, das mit Sicherheit zu sagen, wenn ich wirklich nur in akademischen Laboren gearbeitet habe“, sagt sie. Nakamoto befürchtete, dass ihr ein herkömmliches Doktorandenprogramm nicht die Zeit und den Raum geben würde, sich bei einem Industriepraktikum auszuprobieren.

Melissa Nakamoto hat sich für das Biotechnologie-Doktorandenprogramm an der Stanford University entschieden, weil es ein Industriepraktikum erfordert.Quelle: Aofei Liu

Letzten Sommer arbeitete sie an einem Mikroskopieprojekt für das Biotechnologieunternehmen Amgen in San Francisco, Kalifornien. Obwohl sich einige ihrer Kommilitonen nach ihrem Praktikum wie ein kleines Rädchen in einer großen Geldmaschine fühlten, fühlte sich ihre Erfahrung ähnlich an wie die akademische Welt, sagt sie.

„Ich konnte immer noch wissenschaftliche Entdeckungen machen, aber es war einfacher, weil ich meine eigene Abzugshaube, mein eigenes Mikroskop und alle Chemikalien, die ich brauchte, direkt vor Ort hatte, ohne mir Gedanken darüber machen zu müssen, ob ich das Budget dafür hatte“, fügt sie hinzu.

Der Pool an US-amerikanischen Doktorandenprogrammen, die Praktika beinhalten, ist nach wie vor klein, es könnten jedoch weitere in Sicht sein. Sara Wadia Fascetti, Vizeprovostin des PhD-Netzwerks an der Northeastern, sagt, dass seit dem Start ihres Praktikumsprogramms im Jahr 2019 rund ein halbes Dutzend Institutionen um Rat bei der Einrichtung ihres eigenen Systems gebeten haben.

Nakamoto glaubt, dass es noch zu früh ist, um zu sagen, ob ihr Praktikum nach der Verteidigung ihrer Abschlussarbeit einen Job garantiert. „Ich denke schon, dass die Aufnahme dieser Fähigkeiten in meinen Lebenslauf mich als Kandidatin viel attraktiver macht“, sagt sie. „Ein Praktikum hat mir die Augen dafür geöffnet, was da draußen ist.“

Natürlich sind Praktika nicht die einzige Möglichkeit für Menschen, Elemente der Industrie in ihre akademische Forschung zu integrieren. Bei einigen Nachwuchsforschern ist die Einbindung von Unternehmen von Anfang an Teil ihrer Doktorarbeit.

Das ist bei einer Handvoll Doktoranden am CERN, Europas Labor für Teilchenphysik in der Nähe von Genf in der Schweiz, der Fall. Im Jahr 2001 rief CERN eine Initiative namens openlab ins Leben, um die Zusammenarbeit mit der Industrie zu intensivieren. In den letzten Jahren hat openlab Doktoranden ausgebildet, die ihre Zeit zwischen Kursarbeit, Forschung und der Arbeit mit einem externen Unternehmen aufteilen.

Diese Studierenden erwerben ihren Doktortitel an einer Partneruniversität, verbringen aber bis zu 36 Monate physisch am CERN und arbeiten gleichzeitig mit Unternehmen zusammen.

Eine von ihnen ist Kristina Jarůšková. Im Rahmen ihrer Doktorarbeit an der Tschechischen Technischen Universität in Prag arbeitet sie mit den Technologieunternehmen IBM und Intel zusammen, um Teilchenwechselwirkungen im Large Hadron Collider des CERN zu simulieren. „Derzeit verfügen private Unternehmen über die größten Ressourcen in Bezug auf Daten, Personal und Computer“, sagt sie. Sie hat die Möglichkeit, auf diese riesigen Ressourcen zuzugreifen und gleichzeitig mit führenden Experten für Deep Learning und künstliche Intelligenz zusammenzuarbeiten – die meisten davon werden von Technologiegiganten übernommen.

Diese Projekte zum Laufen zu bringen verlief nicht reibungslos, sagt Alberto di Meglio, der bis Anfang des Jahres Leiter von openlab war. Die Unternehmen zögerten zunächst, den Studierenden irgendetwas mitzuteilen, was als Geschäftsgeheimnis gelten könnte.

„Für einige Studenten war die Erfahrung im Unternehmen nicht so toll, weil sie direkt vor dem Hauptlabor geparkt waren und nur ein Minimum an Informationen erhielten“, sagt di Meglio.

Um diese Probleme zu umgehen, ließ openlab die Studierenden vorab eine Geheimhaltungsvereinbarung unterzeichnen. Heutzutage seien Doktoranden von Industriepartnern auf der Informationstechnologieseite des CERN gut etabliert, sagt di Meglio.

Für Unternehmen kann das Sponsoring dieser gemeinsamen Projekte den Vorteil haben, schließlich am CERN ausgebildete Studenten einzustellen, die sich mit der Kultur und Technologie der Unternehmen gut auskennen, und das für den geringen Preis von 50.000 bis 60.000 US-Dollar pro Jahr, sagt er. Sowohl das Labor als auch die Studenten haben ebenfalls von den Früchten dieser Zusammenarbeit profitiert – einschließlich der Entwicklung der Spezialsoftware des CERN. Das Programm war in Bezug auf Forschungsqualität und Studentenmotivation so erfolgreich, „dass wir beschlossen haben, diese Art von Doktorarbeit zu machen, wann immer sich die Gelegenheit dazu bietet“, fügt di Meglio hinzu.

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Und einige Länder, wie etwa Australien, möchten, dass Doktoranden mit Industriepartnern noch häufiger werden. Viele australische Doktorandenprogramme bieten Verbindungen zwischen Industrie und Wissenschaft – oft mit der Vereinbarung der Studenten im Voraus, an einem Projekt zu arbeiten, das ein Unternehmen interessiert. Historisch gesehen machten solche Partnerschaften jedoch nur etwa 10 % der gesamten Doktorandenkohorte aus. Im Jahr 2022 kündigte die australische Regierung an, dass sie in den folgenden zehn Jahren 296 Millionen australische Dollar (198 Millionen US-Dollar) investieren werde, um 1.800 neue, mit der Industrie verbundene Doktoranden zu unterstützen.

Der Schritt ist Teil eines größeren Vorstoßes, das „Tal des Todes“ zwischen akademischer Forschung und Wirtschaft zu überbrücken, wo vielversprechende Grundlagenforschung oft nicht von privaten Unternehmen aufgegriffen und kommerzialisiert wird, sagt Deborah Terry, Vizekanzlerin und Präsidentin der Universität von Queensland in Brisbane, Australien. Terry arbeitete an dem Regierungsbericht, der darlegte, wie universitäre Forschung der Wirtschaft zugute kommen könnte, auch durch Doktoranden aus der Industrie.

Industrie-Doktoranden können Studenten auch dabei helfen, nach dem Graduiertenstudium eine berufliche Laufbahn in der Privatwirtschaft einzuschlagen, sagt Zainab Mustafa, Prozessingenieurin beim Ingenieur- und Beratungsunternehmen Jacobs in Sydney, Australien.

Im Jahr 2018 war Mustafa einer der ersten Studenten, der an der University of New South Wales in Sydney einen Doktortitel im Bereich Chemieingenieurwesen erwarb. Mustafa hatte ursprünglich nicht vorgehabt, einen Doktortitel anzustreben. Aber sie war fasziniert von der Möglichkeit, in einem Universitätslabor zu arbeiten und außerdem Kontakte zum Chemieunternehmen DuPont und zur Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO), der wissenschaftlichen Forschungsagentur der australischen Regierung, zu knüpfen.

Nach ihrer branchenbezogenen Doktorarbeit bekam Zainab Mustafa eine Stelle als Ingenieurberaterin. Bildnachweis: Zainab Mustafa

Es war nicht einfach, einen Spagat zwischen allen drei Welten zu finden. Mustafa verbrachte das erste Jahr ihrer Doktorarbeit hauptsächlich mit Industrieprojekten, bevor ihr klar wurde, dass sie Experimente durchführen musste, die sie für eine Doktorarbeit einreichen konnte. Rückblickend meint Mustafa, dass ein strukturierteres Programm vielleicht geholfen hätte. „Es war immer noch eine wichtige Lernerfahrung“, sagt sie und fügt hinzu, dass sie etwa sechs Monate vor dem Ende ihrer Doktorarbeit ein Stellenangebot von Jacobs erhalten habe.

Im Vergleich zu Doktoranden, die ausschließlich an Universitäten arbeiten, war es für mich viel einfacher, eine Anstellung zu finden, sagt Mustafa, weil ich bereits eine Arbeitsbeziehung zur Industrie hatte.

Dies unterscheidet Industrie-Doktoranden und Postdoktoranden von konventionelleren akademischen Positionen. „Viele Doktoranden haben das Gefühl, dass ihre Forschung nicht zu den Erwartungen der Industrie zählt“, sagt Mustafa. „Aber ich konnte meine Forschung präsentieren und sagen: ‚Ich habe mit der Industrie zusammengearbeitet, um ihre Probleme in dieser Doktorandenrolle zu lösen‘.“

Rund die Hälfte der Doktoranden in Australien strebt eine Karriere in der Wissenschaft an, sagt Terry. Für viele in der anderen Hälfte ist eine branchenbezogene Promotion, ein Praktikum oder ein Postdoc möglicherweise die effizienteste Möglichkeit, Fähigkeiten und Erfahrungen zu erwerben, die sich auf den privaten Sektor übertragen lassen.

Das ist Chihomvus Meinung zu ihrem AstraZeneca-Postdoc, der nächsten Monat beginnt. Letztendlich plant Chihomvu, in der Industrie zu bleiben, weil dies der beste Weg sei, Einfluss auf die Gesellschaft zu nehmen, sagt sie. „Ich kann es kaum erwarten, anzufangen.“

Natur617, 851-853 (2023)

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-01710-w

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