Der Nobelpreis für Medizin oder Physiologie geht dieses Jahr an drei Männer „für ihre Entdeckungen zu lichtgesteuerten Ionenkanälen und zur Optogenetik“. Das gab das Karolinska-Institut in Stockholm am Montag bekannt. Die Preisträger sind Karl Deisseroth aus den USA sowie die deutschen Forscher Peter Hegemann und Georg Nagel. Die Auszeichnung ist mit zwölf Millionen Schwedischen Kronen (1,06 Mio. Euro) dotiert. Die erste Vergabe der Nobelpreise jährt sich heuer zum 125. Mal.
„Die Mysterien des Gehirns haben die Menschheit über sehr lange Zeit beschäftigt“ und die drei ausgezeichneten Wissenschafter hätten eine Tür dazu geöffnet, erklärte Abdel El Manira vom Nobelkomitee für Medizin und Physiologie bei der Bekanntgabe. Die Optogenetik – eine wissenschaftliche Methode, mit deren Entwicklung auch der an der University of Oxford tätige Oberösterreicher Gero Miesenböck (61) vielfach in Verbindung gebracht wird – habe sich zu einem Werkzeug entwickelt, mit dem Ursache und Wirkung mit einer Art „Kippschalter“ im Nervensystem untersucht werden können.
Der erste Schritt dorthin war in den 1990er-Jahren die Erkenntnis des am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried (Deutschland) arbeitenden Peter Hegemann (71), dass eine sehr einfache Grünalge namens Chlamydomonas über einen relativ einfachen Mechanismus in der Lage ist, in Richtung des einfallenden Lichts zu navigieren, erklärte El Manira. Der heute an der Humboldt-Universität Berlin tätige Hegemann und sein damals am Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt arbeitender Kollege Georg Nagel (73) fanden heraus, dass das Kleinstlebewesen das mit einem lichtsensitiven Protein bewerkstelligte, das Kanalrhodopsin (Channelrhodopsin) genannt wurde. Wird dieses mittels Blaulicht angestrahlt, öffnet sich ein Kanal in dem auf der Zelloberfläche der Alge liegenden Protein. Damit war um das Jahr 2000 klar, dass man den lange gesuchten neuronalen Schalter gefunden hatte.
Dass dieser auch wissenschaftlich genutzt werden kann, sei auf Deisseroths (54) Arbeit Anfang der 2000er-Jahre zurückzuführen. Er zeigte, dass das Protein tatsächlich zur Kontrolle von genetisch veränderten Nervenzellen (Neuronen) genutzt werden kann. Die Neuronen reagierten in Anwesenheit von Licht tatsächlich sozusagen „auf Zuruf in Millisekunden“. In der Folge wurde auch klar, dass sich über diesen Weg auch Verhaltensweisen in lebenden Organismen gezielt angestoßen lassen. In das Gehirn von Ratten wurde Licht über Glasfaserleitungen geleitet. Die dortigen veränderten Zellen, die Kanalrhodopsin ausbildeten, reagierten darauf und stießen beispielsweise komplexe Verhaltensweisen wie Flucht, Aggression oder Fürsorge an, so El Manira.
Die so entwickelte optogenetische Methode wurde daraufhin zu einem Verfahren, das weltweit Aufsehen auf sich zog. Mittlerweile sei es gelungen, „die Funktion von Nervenschaltkreisen zu entschlüsseln, die spezifischen Erinnerungen, Gefühlen und Verhaltensweisen zugrunde liegen“, heißt es. Das sei etwa für das Verstehen von neurologischen oder psychiatrischen Erkrankungen bedeutsam. Forschende würden das Verfahren einsetzen, um etwa das Sehvermögen von Menschen mit Einschränkungen wieder herzustellen.
Im Zusammenhang mit der Methode wurden in den vergangenen Jahren eine ganze Reihe an Forschenden ausgezeichnet. So erhielten 2013 etwa Ernst Bamberg, Edward Boyden, Deisseroth, Hegemann, Miesenböck und Nagel den „Brain Prize“ für die „Erfindung und Verfeinerung der Optogenetik“. 2019 ging etwa auch der „Warren Alpert Foundation Prize“ neben Miesenböck an Boyden, Deisseroth und Hegemann. Diese Wissenschafter wurden in den vergangenen Jahren immer wieder als eventuelle Nobelpreiskandidaten gehandelt – am Montag wurde dies nun für drei davon zur Realität.
Preisvergabe am 10. Dezember
Im Vorjahr war der Medizin-Nobelpreis an Mary E. Brunkow und Fred Ramsdell aus den USA sowie Shimon Sakaguchi aus Japan gegangen – Forschende auf dem Gebiet der Immuntoleranz. Sie haben laut Nobelkomitee gezeigt, „wie das Immunsystem in der Balance gehalten wird“.
Die Bekanntgabe im Bereich Medizin leitete die Nobelpreis-Woche ein: Am Dienstag werden die Preisträger für Physik und am Mittwoch jene für Chemie mitgeteilt, Literatur folgt am Donnerstag, der Friedens-Nobelpreis am Freitag und am kommenden Montag sind die Wirtschaftswissenschaften dran. Die Auszeichnungen werden dann traditionell am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel, verliehen.
(APA/red.)
