Medizin-Nobelpreis für Deutschen und zwei Amerikaner Den Spediteuren des Körpers auf der Spur

Der Körper hat ein ausgefeiltes Transportsystem. Wie Hormone, Neurotransmitter und Proteine verpackt, verschickt und wieder ausgepackt werden, haben die diesjährigen Medizin-Nobelpreisträger erforscht. Der Deutsche Thomas C. Südhof sowie die US-Amerikaner James E. Rothman und Randy W. Schekman teilen sich die Auszeichnung.

Der Nobelpreis für Medizin geht in diesem Jahr an die US-Amerikaner James E. Rothman und Randy W. Schekman sowie den Deutschen Thomas C. Südhof.

Die Wissenschaftler haben dem Nobelpreiskomitee zufolge "das Rätsel gelöst, wie Zellen ihr Transportsystem organisieren". Ihre Entdeckungen tragen zum Verständnis einer ganzen Reihe von Krankheiten bei. Denn wo das Transportsystem nicht richtig funktioniert, kann es etwa zu neurologischen Störungen, zu Problemen im Immunsysten und zu Diabetes kommen.

Randy Schekman wurde vom Anfruf des Nobelkomitees aus dem Bett geholt. "Ich war gerade aus Deutschland zurückgekommen und hatte meiner Frau stolz die Warburg-Medaille gezeigt, die ich gerade in Frankfurt bekommen hatte", sagte Schekman. "Weil ich völlig fertig vom Flug war, bin ich ziemlich früh ins Bett gegangen. Um 1.30 Uhr kam dann der Anruf."

Auch wenn die Auszeichnung sein Leben verändere, werde er seine Forschungen fortsetzen, versicherte Schekman. Zunächst hatte er aber profanere Dinge im Kopf: "Wenn die Telefone nicht mehr klingeln, will ich duschen und eine zweite Tasse Kaffee trinken." Allerdings werde dieser Montag "wissenschaftlich vielleicht nicht ganz effizient": "Ich habe meinen Labormanager angewiesen, ein paar Flaschen Champagner zu kaufen", sagte der Wissenschaftler.

James Rothman hatte mit dem Preis gerechnet: "Jeder, der den Nobelpreis bekommt, hat vorher auf die eine oder andere Art indirekt mitbekommen, dass er ein Kandidat sein könnte", sagte Rothman in einem Interview mit dem Nobelpreiskomitee."Es kommt also nicht als totale Überraschung. Aber wenn es tatsächlich passiert, ist das etwas völlig anderes."

Thomas Südhof wollte dem Anrufer aus Stockholm zuerst nicht glauben, dass er den Nobelpreis erhalten wird. Er erklärte, der Preis sei nicht nur eine Anerkennung seiner eigenen Arbeit. "Er ist auch eine Würdigung der Arbeit vieler Leute, die mit mir zusammengearbeitet haben", sagte Südhof in Baeza in Südspanien, wo er an einer Fachkonferenz teilnimmt. Von der Zuerkennung des Nobelpreises hatte er durch einen Anruf erfahren, den er während der Autofahrt zum Tagungszentrum in Baeza erhalten habe.

Ohne die Organisation würde die Zelle ins Chaos stürzen

Mit ihren Entdeckungen haben die drei Forscher das unglaublich präzise Kontrollsystem aufgedeckt, über das Zellen bestimmte Moleküle in Vesikel - eine Art kleine Blase mit Membranhülle - "verpacken" und zu einem bestimmten Ort im Körper schicken. "Ohne diese wundervoll präzise Organisation würde die Zelle ins Chaos stürzen", schreibt die Nobelstiftung.

"Jede Zelle", so schreibt die Nobelstiftung, "ist wie eine kleine Fabrik, die Moleküle herstellt und exportiert": Hormone wie Insulin zum Beispiel werden in bestimmten Zellen produziert und ins Blut entlassen. Nervenzellen kommunizieren über chemische Signale - sogenannte Neurotransmitter. Auch Proteine wie etwa Enzyme werden von einem Ort zum anderen transportiert. Da diese Stoffe jedoch erst am Zielort innerhalb oder außerhalb der Zelle wirksam werden sollen, werden sie in eine Hülle gesteckt - die Vesikel. Und diese werden dann wie Päckchen über eine Art körpereigenes Postsystem verschickt.

Randy Schekman war bei seiner Arbeit an Hefe in den 1970er Jahre auf Zellen gestoßen, bei denen das Transportsystem nicht richtig funktionierte. Vesikel sammelten sich in bestimmten Teilen der Zelle an, statt zum Ziel zu gelangen. Die Ursache, so Schekmans Erkenntnis, lag im Erbgut der Hefezellen. Er identifizierte die betroffenen mutierten Gene. Es handelte sich um drei Klassen von Genen, die verschiedene Teile des Transportsystems kontrollieren.

Forschung über 30 Jahre

James Rothman beschäftigte sich ab den 1980er Jahren mit dem Vesikel-Transport in den Zellen von Säugetieren. Dabei stellte er fest, dass bestimmte Proteine der Vesikel an die Hülle der Zellen andocken, wo die Membranen der Transportbehälter sich dann mit derjenigen ihres Ziels verschmelzen. Sie verbinden sich "wie zwei Hälften eines Reißverschlusses", wie die Nobelstiftung schreibt. Da es eine ganze Reihe unterschiedlicher Proteine gibt, die nur an bestimmten Stellen andocken können, ist gewährleistet, dass die Pakete an der richtigen Adresse abgeliefert werden. Und dieses Prinzip funktioniert sowohl in als auch außerhalb der Zelle.

Einige der Gene, die Schekman in der Hefe entdeckte, kodieren auch für Proteine, die Rothman in Säugetieren fand. Das ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass Teile dieser Transportsysteme bereits bei einem gemeinsamen Ahnen der Tiere und der Hefepilze existierten und demnach bereits sehr früh in der Evolution entstanden sind.

Thomas Südhof nun erforschte in den 1990er Jahren, wie Nervenzellen im Gehirn kommunizieren. Die Neurotransmitter, über die das geschieht, werden ebenfalls von Vesikeln abgegeben, wenn diese mit der Außenhülle der Nervenzelle verschmelzen. Doch das darf nur passieren, wenn tatsächlich ein Signal weitergegeben werden soll. Südhof stellte fest, dass es nur dazu kommt, wenn ein Strom von Kalzium-Ionen in die Zelle fließt. Dieser sorgt dafür, dass die Proteine die Vesikel mit der Zellwand verbinden und diese die Neurotransmitter abgeben. Somit konnte er zeigen, wie der Prozess zeitlich geregelt ist.

Thomas Südhof wurde am 22. Dezember 1955 in Göttingen geboren. Er studierte Medizin an der RWTH Aachen, an der Harvard University und an der Universität Göttingen. Er promovierte am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen. Anschließend arbeitete er an der University of Texas in Dallas. 2008 wechselte Südhof an die Universität Stanford. Er ist dort Professor für Molekulare und Zelluläre Physiologie, Psychiatrie und Neurologie.

James E. Rothman kam 1950 in Haverhill, Massachusetts, zur Welt. Er studierte an den Eliteunversitäten Yale und Harvard. Seine Forscherlaufbhan führte ihn unter anderem an das Massachusetts Institute of Technology sowie an die Stanford und die Princeton University. Seit 2008 ist der Professor für für Biomedizinische Wissenschaften an der Yale University in New Haven, Connecticut.

Randy W. Schekman wurde 1948 in St Paul, Minnesota, geboren. Er erwarb einen Bachelor an der University of California in Los Angeles. Anschließend forschte er ebenfalls in Stanford. Seit 1989 hat eine Professur für Molekulare und zelluläre Biologie der University of California, Berkeley inne.