- Der Preisträger des diesjährigen Nobelpreises für Chemie ist Jacques Dubochet von der Uni Lausanne.
- Er teilt sich den Preis mit zwei anderen: Joachim Frank (USA) und Richard Henderson (UK).
- Die Entwicklung der drei Forschenden ermöglicht Einblicke in die Details von Molekülen.
Die drei Wissenschaftler erhalten den Nobelpreis für die Entwicklung von Kryo-Elektronen-Mikroskopen, mit denen sie Moleküle in ihrer natürlichen Umgebung in der Zelle sichtbar machen können. Proteine zum Beispiel, Viren oder DNA.
«Kryo-Elektronen-Mikroskope sind eine Art Supermikroskop», sagt SRF-Wissenschaftsredaktor Thomas Häusler. «Mit ihnen kann man sozusagen die einzelnen Maschinen in der Zellen sehen und untersuchen, wie sie funktionieren – in menschlichen Körperzellen genau so wie in jeder anderen Zelle.»
Zika-Bilder für die Pharmabranche
Dank des extrem hochauflösenden Kryo-Elektronen-Mikroskops konnten Forscher beispielsweise das Zika-Virus schon wenige Wochen nach seiner Entdeckung bis in seine atomaren Strukturen hinein abbilden. So konnte die Suche nach möglichen Angriffspunkten für Medikamente vorangetrieben werden.
Eine aberwitzige Idee
Elektronenmikroskope gibt es schon lange, aber sie konnten nur tote Materie sichtbar machen, weil der starke Elektronenstrahl die biologische Materie schlicht zerstört.
Beim Kyro-Elektronenmikroskop werden die Proben hingegen eingefroren. Der Schweizer Jacques Dubochet hat die Entwicklung dieses Verfahrens erheblich vorangetrieben.
«So war Jacques Dubochet immer. Er versuchte das Unmögliche möglich zu machen».
Er hatte die Idee, die Zell-Proben sehr schnell und sehr kalt einzufrieren. Normalerweise formen sich Eiskristalle, wenn man Wasser einfriert. Aber beim Schockgefrieren haben Kristalle keine Zeit, sich zu formen. So friert das Wasser ein und bleibt dabei durchsichtig, so entstehen extrem klare Bilder der Moleküle.
«Die Idee von Jacques Dubochet galt damals als aberwitzig», erzählt sein ehemaliger Doktorand und Mitarbeiter Henning Stahlberg. «Aber so war er immer. Er versuchte das Unmögliche möglich zu machen und auch umzusetzen».
Die Zeit angehalten
Durch das Schockgefrieren wird im Molekül sozusagen die Zeit angehalten. Der Elektronenstrahl durchleuchtet nun das Protein – wie ein Röntgenstrahl – ohne dass es Schaden nimmt. So können die Forscher Atom für Atom analysieren und die 3-D-Struktur in einem Computermodell nachbauen.
Für die Entwicklung der passenden Computeralgorithmen und die Entwicklung der Kameras wurden der Biophysiker Joachim Frank und der Molekularbiologe Richard Henderson ausgezeichnet.
Ein Molekül in action – der Film
Heute ist das schnelle und kalte einfrieren von Proteinen im Kryo-Elektronen-Mikroskop eine Routinemethode geworden, um Proteinstrukturen anzuschauen. Forscher hoffen, die Moleküle in Zukunft gar in ihren verschiedenen Stadien einfrieren zu können und die Bilder anschliessend zu kombinieren – wie in einem Film. So könnte man den Molekülen quasi beim Arbeiten zuschauen.
«Das Nobelpreis-Komitee hat eine hervorregende Auswahl getroffen», findet Henning Stahlberg und ist sich sicher, dass die Community da zustimmt: «Diese drei Personen sind die richtigen».
Die höchste Auszeichnung für Chemiker ist derzeit mit umgerechnet rund 940'000 Euro (9 Millionen Schwedischen Kronen) dotiert. Die feierliche Übergabe der Auszeichnungen findet traditionsgemäss am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel.
Medizin-Nobelpreis: Funktion und Kontrolle der Inneren Uhr
Im vergangenen Jahr erhielten der Franzose Jean-Pierre Sauvage, der gebürtige Brite James Fraser Stoddart und der Niederländer Bernard Feringa den Chemie-Nobelpreis. Sie entwickelten «molekulare Maschinen»: eine Art Lift, künstliche Muskeln und ein Nano-Auto. Alles aus nur wenigen Molekülen.
Am Montag hatte die Nobel-Jury die US-Forscher Jeffrey Hall, Michael Rosbash und Michael Young mit dem Medizin-Nobelpreis geehrt. Sie erhielten die Auszeichnung für Arbeiten zur Funktion und Kontrolle der Inneren Uhr. Am Dienstag erhielten Rainer Weiss, Kip Thorne und Barry Barish den Physik-Nobelpreis für ihre Beiträge zum Nachweis von Gravitationswellen.
