Der G-Punkt der Zellen

10. Oktober 2012, 11:50 Uhr

Der Nobelpreis für Chemie geht an zwei US-Forscher. Gewürdigt wird die Entdeckung von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, die Signale von außen in eine Zelle leiten - eine Basis für Medikamente.

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Die Nobelpreisträger in Chemie: Robert Lefkowitz (l.) und Brian Kobilka©

Mit einer Schrecksekunde begann diesmal in Stockholm die Verleihung des Chemie-Nobelpreises. Allerdings war das laute "Buhhh", das Jury-Mitglied Sven Lidin in den Raum entließ, wohl gesetzt - und dazu gedacht, alle Teilnehmer auf die prämierten Forschungsergebnisse einzustimmen. Denn wie unser Körper reagiert, wenn Gefahr in Verzug ist, haben wir alle schon einmal erlebt: Unser Herz schlägt schneller, unser Mund wird trocken, unser Lungen weiten sich, die Muskel sind angespannt, wir nehmen alles mit einem Tunnelblick wahr - Flucht oder Kampf, das sind nun die Alternativen.

In solchen Stresssituationen müssen die Milliarden von Zellen, aus denen der Mensch besteht, zusammenarbeiten. In unseren Augen, unserer Nase und unserem Mund reagieren Zellen etwa auf Licht, Gerüche und Geschmäcker. Auch im Inneren unseres Körpers nehmen Zellen Signale von körpereigenen Botenstoffen wie Adrenalin oder Serotonin auf. Solche Hormone bewirken etwa, dass wir uns wach fühlen oder Angst verspüren.

Doch wie gelingt die Zusammenarbeit der Zellen? Und wie gelangen auch in ganz normalen Alltagssituationen Informationen aus der Umwelt in eine Zelle? Diesen Fragen haben die beiden diesjährigen Chemie-Nobelpreisträger mit ihrer Arbeit beantwortet: Die beiden US-Forscher Robert Lefkowitz und Brian Kobilka konnten entschlüsseln, wie die Zellen des menschlichen Körpers miteinander und mit ihrer Umwelt kommunizieren.

Wichtige Erkenntnisse für die Medizin

Dafür untersuchten die beiden bestimmte Andockstellen auf der Zellwand - sogenannte G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCR). Hinter diesem sperrigen Begriff verbergen sich wichtige Andockstellen an der Oberfläche von Zellen. "Die Rezeptoren ähneln einem Schaltsystem in einem Gebäude", erklärte Sara Snogerup Linse vom Nobelkomitee. Sie sorgen nach ihren Worten dafür, dass die Zellen Signale von außen bekommen und darauf reagieren können.

Auch für die Medizin sind diese Rezeptoren wichtig: Sie seien die Andockstelle für etwa die Hälfte aller Medikamente, betonte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften. So machen sich etwa Beta-Blocker, die häufig bei Herzkrankheiten verschrieben werden, diesen Mechanismus zunutze. Sie blockieren bestimmte Rezeptoren und hemmen so die Wirkung der Hormone Adrenalin und Noradrenalin. Die Erkenntnisse sollen auch bei der Entwicklung von passgenauen Medikamenten mit weniger Nebenwirkungen helfen.

Molekulares Meisterstück

Der 69-jährige Lefkowitz wuchs als Enkel polnischer Einwanderer in New York auf und ist Professor für Biomedizin und Biochemie an der Duke University im US-Bundesstaat North Carolina. Er hatte 1968 begonnen, Zellrezeptoren mit radioaktiver Strahlung sichtbar zu machen. Dabei entdeckte er mehrere Rezeptorarten, darunter einen Rezeptor für Adrenalin. Mit seinen Mitarbeitern extrahierte Lefkowitz diesen Rezeptor und erforschte seine Wirkungsweise.

Seit den 1980er Jahren versuchte dann Kobilka, das Gen - also den Baupland - dieses Rezeptors in dem riesigen menschlichen Genom zu identifizieren. Er hatte Erfolg, und die Forscher stellten fest, dass der Bauplan dem eines Rezeptoren im Auge ähnelt, der Licht aufnimmt. So kamen die Wissenschaftler darauf, dass es eine ganze Familie von Rezeptoren mit ähnlicher Erscheinung und Wirkungsweise gibt - die G-Protein-gekoppelten Rezeptoren.

2011 gelang es Kobilka mit seinen Mitarbeitern, ein Bild von dem Adrenalin-Rezeptor in dem Moment zu machen, in dem von einem Hormon aktiviert wird und ein Signal an die Zelle sendet. Diese Aufnahme sei ein "molekulares Meisterstück", erklärte das Nobelkomitee.

Der Friseurtermin wird verschoben

Ein zum Scherzen aufgelegter und hoch erfreuter Lefkowitz erklärte am Telefon, dass er fest geschlafen habe, als der Anruf aus Stockholm kam. "Ich muss ihnen gestehen, dass ich mit Ohrstöpseln schlafe, und deshalb gab meine Frau mir einen Stoß mit dem Ellbogen: 'Telefon für dich'." Eigentlich habe er heute zum Friseur gehen wollen, sagte Lefkowitz. "Das muss ich nun wohl verschieben. Es wird ein völlig verrückter Tag werden."

Kobilka hatte seinen Kollegen über das Computernetzwerk Skype kontaktiert. Er sei "sehr aufgeregt und sehr froh", sagte Kobilka von der kalifornischen Stanford-Universität im schwedischen Radio.

Die höchste Auszeichnung für Chemiker ist mit umgerechnet 930.000 Euro (acht Millionen Schwedischen Kronen) dotiert. Wie bei den Preisen für Medizin und Physik hatte die Nobelstiftung den Betrag in diesem Jahr um 20 Prozent vermindert, da ihr Kapital im Zuge der Finanz- und Wirtschaftskrise geschrumpft war.

Preisverleihung am 10. Dezember

Im vergangenen Jahr bekam Dan Shechtman aus Israel die Auszeichnung für die Entdeckung der Quasikristalle, die lange Zeit von der Forschergemeinde für nicht möglich gehalten worden waren. Sie erinnern in der Struktur an mittelalterliche, islamische Mosaike im spanischen Alhambra-Palast.

Am Dienstag hatte die Akademie den Physik-Nobelpreis dem Franzosen Serge Haroche und dem US-Forscher David Wineland für Arbeiten zur Quantenphysik zuerkannt. Einen Tag zuvor war der Medizin-Nobelpreis dem Briten John Gurdon und dem Japaner Shinya Yamanaka für ihre Arbeiten zur Verjüngung von erwachsenen Zellen zugesprochen worden.

Die feierliche Überreichung der Auszeichnungen findet traditionsgemäß am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel.

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