Sie haben entdeckt, wie in allen Zellen Proteine transportiert werden.
Der mit acht Millionen Schwedischen Kronen (921.000 Euro) dotierte Nobelpreis für Physiologie und Medizin des Jahres 2013 geht an drei Zellforscher: James E. Rothman (USA), Randy W. Schekman (USA) und den gebürtigen Deutschen Thomas C. Südhof. Das gab das Nobelpreiskomitee Montag am späten Vormittag in Stockholm bekannt.
Geehrt wurden damit bahnbrechende Arbeiten, die zur Entschlüsselung der Mechanismen beim Transport von Proteinen innerhalb von Zellen und zu deren Freisetzung nach außen dienen. "Die Arbeiten der drei Preisträger des Jahres 2013 haben unser Verständnis dieses Aspektes der Zellbiologie radikal verändert", stellte das Nobelpreiskomitee fest.
Ähnlich äußerte sich auch Manuel Zimmer, seit 2011 Gruppenleiter am Institut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien, der sich mit den neuronalen Grundlagen des Verhaltens am Beispiel von Fadenwürmern (C. elegans) beschäftigt, gegenüber der APA: "Die Zelle funktioniert wie ein hoch organisiertes Logistikunternehmen. Die Entdeckungen (der Medizin-Nobelpreisträger, Anm.) bedeuteten die Aufklärung ganz fundamentaler Mechanismen."
Zwar wusste man längst, dass eine höhere Zelle (eukaryotische Zelle - Zellen von der Hefe aufwärts, Anm.) nicht nur eine Membran mit darin enthaltener "Suppe" darstellt und Kompartimente und Organellen enthält, doch wie darin der Stofftransport genau funktioniert, war viele Jahrzehnte lang nicht geklärt. Genau dafür sorgten Randy Schekman, geboren 1948 in St. Paul im US-Bundesstaat Minnesota, tätig an der University of California in Berkeley im US-Bundesstaat Kalifornien, James Rothman, geboren 1950 in Haverhill (US-Bundesstaat Massachusetts), Chef der Abteilung für Zellbiologie der Yale University in New Haven (US-Bundesstaat Connecticut) und der deutsche Preisträger, Thomas Südhof (geboren 1955 in Göttingen in Deutschland), seit 2008 Professor für Molekulare und Zelluläre Physiologie an der Stanford University in den USA (Kalifornien).
Schekman untersuchte die einfachste eukaryotische Zelle, die Hefezelle. Auch in ihr müssen Proteine zwischen Kompartimenten und Zell-Organellen zum richtigen Zeitpunkt an den richtigen Ort transportiert werden. Der Wissenschafter fand schließlich drei Klassen von Genen, welche hier eine Rolle spielen, zum Beispiel die sec-Gene. Weisen sie Mutationen auf, bricht die Logistik innerhalb von Zellen zusammen.
Zahlreiche Krankheiten bei Mensch und Tier gehen auf fehlgeleitete Transportmechanismen in und außerhalb von Zellen zurück. Diabetes ist dabei nur ein Beispiel. An Säugetierzellen zeigte James Rothman, was mechanistisch dazu führt, dass ein Vesikel (mit seinen Inhaltsstoffen, Anm.) in der Zelle an seinem Ziel spezifisch andockt und schließlich seine Ladung freigibt. Es stellte sich dabei heraus, dass es sich um ein System wie ein Zippverschluss handelt. Dabei müssen an der Oberfläche des Vesikels zum Beispiel V-SNARE-Proteine auftauchen (V von Vesikel). Am Kompartment, welches als Ziel für das Transportvehikel in Frage kommt, müssen dazu passende T-SNARE-Proteine vorhanden sein (T von Target oder Ziel).
Doch die örtliche Orientierung des Protein-Transports in Zellen und die Freisetzung von Proteinen (zum Beispiel Botenstoffe) ist nur eine Dimension solcher Stoffwechselvorgänge. Zimmer: "Ohne zeitliche Regulierung würde das System nicht funktionieren. Das ist zum Beispiel extrem wichtig in der Neurobiologie." Hier kommt es darauf an, wann ein Nervenbotenstoff (Neurotransmitter) von einer Zelle freigesetzt wird, um auf die nächstliegende zu wirken. Thomas Südhof entdeckte, dass die Freisetzung von Neurotransmittern von Nervenzellen erfolgt, indem Vesikel an die Membran der Nervenzelle andocken und mit ihr fusionieren. Das ist von einem zuvor verfolgten Einstrom von Calzium-Ionen bedingt. Damit war auch die zeitliche Koordination geklärt.
Übergeben wird der Preis alljährlich am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel. Rothman zeigte sich "hoch erfreut" über die Zuerkennung. Er habe aber damit gerechnet. Schekman gab folgende Stellungnahme ab: "Ich konnte gestern noch gut in meinem Büro arbeiten und ich kann es morgen hoffentlich auch noch. Die Arbeit macht uns allen enorm Spaß und ich möchte keine Sekunde im Labor missen." Man werde im Labor trotzdem ein paar Flaschen Champagner öffnen.
Am Dienstag wird der Physik-, am Mittwoch der Chemie-Nobelpreis bekannt gegeben.
