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Struktur einer typischen tierischen Zelle. Moleküle werden zwischen den Organellen in Vesikeln transportiert.
© (3) dpa

Thomas C. Südhof

 

James E. Rothman


 

Randy Schekman
 
Leben 16. Oktober 2013

Verkehrskontrolle in der Zelle

Der Medizin-Nobelpreis geht an drei Forscher, die an der Aufklärung des intrazellulären Transports beteiligt waren.

Mit dem Nobelpreis für Medizin werden Professor James E. Rothman von der Yale Universität in New Haven, Professor Randy W. Schekman von der Universität von Kalifornien in Berkeley und Professor Thomas C. Südhof von der Stanford-Universität in Palo Alto ausgezeichnet. Der Preis wird ihnen am 10. Dezember in Stockholm verliehen, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel.

In diesem Jahr erhalten drei Grundlagenforscher der Zellbiologie den Medizinnobelpreis, weil es ihnen gelungen ist aufzuklären, wie Zellen es schaffen, den Molekülverkehr in ihrem Innern zu steuern, ohne dass es zu einem Chaos kommt.

In seiner Begründung für die Vergabe des Preises stellt das Nobelpreiskomitee am Karolinska-Institut in Stockholm fest, dass die drei Wissenschaftler die Sicht über den zuvor rätselhaften Transport von Molekülen maßgeblich verändert haben. Dass Moleküle wie Hormone, Neurotransmitter und Zytokine in kleinen Bläschen durch die Zelle transportiert werden, ist zwar schon lange bekannt. Wie das genau reguliert wird, blieb aber lange Zeit unklar.

Erklärungen für Störungen häufiger Erkrankungen ermöglicht

Durch die Entdeckungen der Preisträger fand man schließlich Erklärungen dafür, wie es zu Störungen etwa bei neurologischen Erkrankungen, bei Diabetes mellitus oder bei Immunerkrankungen kommt.

Im Zentrum der prämierten Forschung stehen die intrazellulären Vesikel, in denen in Säugerzellen zum Beispiel Neurotransmitter und Insulin transportiert werden. Das geschieht nicht ziellos. Gelangen sie an die Innenseite der Zellmembran, verschmilzt sie an der Kontaktstelle mit der Vesikelmembran.

• Schekman ist es gelungen, die für die Regulierung des intrazellulären Transports der Vesikel erforderlichen Gene zu identifizieren, und zwar in Zellen der Bäckerhefe, die Glykoproteine sezernieren.

• Rothman identifizierte Eiweißmoleküle, die dafür sorgen, dass die Vesikel nach der Reise durch die Zelle auch tatsächlich an der richtigen Stelle auf der Innenseite der Zellhülle andocken.

• Südhof schließlich, der sich auf die Erforschung von Synapsen spezialisiert hat, entdeckte, wie exakt dieser Vorgang über einen Eiweißkomplex kontrolliert wird. Dazu gehört die Entdeckung, wie im Einzelnen Kalziumionen dafür sorgen, dass Neurotransmitter freigesetzt werden. Was in der Hefezelle gilt, ist letztlich auch für menschliche Zellen gültig.

Was passiert, wenn der Transport von Vesikeln gestört ist, wird am Beispiel des Diabetes mellitus Typ 2 deutlich. Bei den von dieser Krankheit etroffenen Patienten ist nicht nur die Sekretion von Insulin durch die Betazellen der Bauchspeicheldrüse gestört, sondern auch der Glukosetransport im Skelettmuskel und im Fettgewebe, der durch das Insulin gesteuert wird.

Die Preisträger

James E. Rothman wurde 1950 in Haverhill im US-Bundesstaat Massachusetts geboren. Nach der Promotion 1976 an der Harvard Medical School forschte er am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. Seine Forschung zu Vesikeln begann er nach seinem Wechsel an die Stanford-Universität 1978. 20 Jahre später wechselte Rothman zur Yale-Universität in New Haven.

Randy W. Schekman, geboren 1948 in St. Paul, Minnesota, wurde 1974 an der Stanford-Universität promoviert. Zwei Jahre später setzte er seine Forschungen an der Universität von Kalifornien in Berkeley fort, wo er derzeit in der Abteilung für Molekular- und Zellbiologie arbeitet. Zudem forscht er am Howard Hughes Medical Institute in Berkeley.

Thomas C. Südhof, geboren 1955 in Göttingen, 1982 Promotion zum Dr. med. Wechsel an das University of Texas Southwestern Medical Center in Dallas. Seit 1991 forscht er am Howard Hughes Medical Institute, wo er 2008 zum Professor für Molekulare und Zelluläre Physiologie ernannt wurde.

ÄZ online/IS, Ärzte Woche 42/2013

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