Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2026 wird an die drei Begründer der Optogenetik verliehen

Zusammenfassung:

Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2026 wird an Karl Deisseroth, Peter Hegemann und Georg Nagel für ihre „

Entdeckungen in lichtgesteuerten Ionenkanälen und Optogenetik

Die Arbeit der drei Personen legte gemeinsam den Grundstein für die Optogenetik, eine Kerntechnologie der modernen Neurowissenschaften. Es ermöglicht Forschern, mithilfe von Licht bestimmte Nervenzellen im Gehirn lebender Tiere präzise zu steuern und so direkt zu beobachten, wie diese Neuronen Gedächtnis, Stimmung, Verhalten und Körperfunktionen beeinflussen.

Diese Technologie löst ein seit langem bestehendes Kernrätsel der Neurowissenschaften. Obwohl Forscher in der Vergangenheit beobachten konnten, ob ein bestimmter Gehirnbereich aktiv war, wenn ein bestimmtes Verhalten auftrat, war es schwierig, weiter nachzuweisen, ob diese Aktivität die direkte Ursache des Verhaltens war. Die Optogenetik ändert dies: Forscher können bestimmte Nervenzellen aktiv ein- oder ausschalten und dann beobachten, ob sich das Verhalten des Tieres entsprechend ändert, und gelangen so von der Korrelationsforschung zur kausalen Überprüfung.

Der gesamte Durchbruch gelang ursprünglich einer einzelligen Grünalge. Peter Hegemann hat lange untersucht, warum Chlamydomonas auf Lichtquellen zuschwimmen kann. Anfang der 2000er Jahre entdeckten er und Georg Nagel ein spezielles Protein, das sich auf der Zellmembran von Algen befindet – Channelrhodopsin. Dieses Protein hat eine Schlüsseleigenschaft: Bei Beleuchtung mit blauem Licht öffnen sich Ionenkanäle im Protein, wodurch geladene Ionen in die Zelle strömen und elektrische Signale erzeugen können. Noch wichtiger ist, dass die beiden herausfanden, dass selbst wenn das Protein in andere Zellen eingebracht wird, diese Zellen, die ursprünglich nicht lichtempfindlich waren, lichtempfindlich werden können.

Dieser Schritt stellt den zentralen „Schalter“ der Optogenetik dar.

Die Person, die dieses molekulare Werkzeug wirklich in die Neurowissenschaften einführte, war Karl Deisseroth. Deisseroth führte das für Channelrhodopsin kodierende Gen in Nervenzellen von Ratten ein. Im Jahr 2005 zeigte er, dass er neuronale Signale auslösen konnte, indem er einfach blaues Licht auf diese Zellen richtete. Zwei Jahre später wurde diese Methode im Gehirn lebender Mäuse weiter implementiert. Forscher können nun mithilfe von Licht bestimmte Neuronen in lebenden Tieren direkt steuern und beobachten, wie sich das entsprechende Verhalten ändert.

Diese Methode zur Steuerung neuronaler Signale mit Licht wurde als „Optogenetik“ bekannt. Es hat sich schnell zu einem der wichtigsten experimentellen Werkzeuge in den Neurowissenschaften entwickelt. Mithilfe der Optogenetik konnten Forscher neuronale Schaltkreise identifizieren, die bestimmte Erinnerungen, Emotionen und Verhaltensweisen steuern, und weiter untersuchen, wie diese Schaltkreise mit neurologischen und psychiatrischen Störungen zusammenhängen.

Das Nobelkomitee glaubt, dass

diese Technologie es Forschern ermöglicht, die Gehirnfunktion auf bisher unvorstellbare Weise abzubilden

Die Bedeutung der Optogenetik beschränkt sich nicht nur auf die Grundlagenforschung. In der klinischen Medizin haben Forscher versucht, ähnliche Prinzipien zur Wiederherstellung der Sehfunktion bei einigen sehbehinderten Patienten anzuwenden. Die damit verbundene Forschung hofft, das beschädigte natürliche Photorezeptorsystem zu umgehen, indem den Netzhautzellen neue lichtempfindliche Fähigkeiten verliehen werden.

Damit haben die drei Gewinner tatsächlich eine komplette Technologiekette komplettiert:

Hegemann und Nagel entdeckten Ionenkanäle, die sich direkt durch Licht öffnen lassen, während Deisseroth diesen in Algen natürlich vorkommenden molekularen Mechanismus in ein Werkzeug zur Steuerung von Nervenzellen umwandelte.

Das Nobelkomitee glaubt, dass die Optogenetik die Art und Weise, wie Menschen das Gehirn erforschen, grundlegend verändert und eine neue experimentelle Grundlage für das Verständnis der neuronalen Mechanismen hinter Gedächtnis, Emotionen und Verhalten geschaffen hat.

Karl Deisseroth wurde 1971 geboren und arbeitet derzeit am Howard Hughes Medical Institute und der Stanford University; Peter Hegemann wurde 1954 geboren und ist derzeit Hertie-Seniorprofessor für Neurowissenschaften an der Humboldt-Universität zu Berlin; Georg Nagel wurde 1953 geboren und ist derzeit Professor für Molekulare Pflanzenphysiologie an der Universität Würzburg.