Wissen und Gesundheit
04.10.2017

Chemie-Nobelpreis: "Coole" Methode stellt das Leben dar

Kryo-Elektronenmikroskopie zeigt Strukturen und Abläufe des Lebens auf molekularer Ebene. Derartige Bilder können z.B. dabei helfen, neue Angriffspunkte für Medikamente gegen Krankheitserreger zu finden.

Der Nobelpreis in Chemie geht heuer an den Schweizer Jacques Dubochet, den in Deutschland geborenen US-Forscher Joachim Frank und den Briten Richard Henderson für ihre Beiträge zur Entwicklung der Kryoelektronenmikroskopie. Das gab die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Mittwoch in Stockholm bekannt. Die Methode eröffne neue Einsichten in die detaillierten Abläufe des Lebens - und macht dessen kleinste Bausteine sichtbar.

"Neue Ära"

Diese Technologie habe die Biochemie revolutioniert und "in eine neue Ära geführt", da sie die Darstellung von Vorgängen auf der kleinsten Ebene des Lebens - der atomaren Bausteine - nicht nur vereinfacht, sondern entscheidend verbessert hat, so die Nobelpreis-Jury in ihrer Begründung. Biomoleküle - Proteine oder Viren etwa - können jetzt im Detail sichtbar gemacht werden. Bei der Ankündigung des Nobelpreises wurde auch die Bezeichnung " Coole Methode für die Darstellung des Lebens" verwendet: Einerseits ist die Methode "cool", andererseits "kalt", weil sie besonders rasch abgekühltes Wasser verwendet - daher auch die Bezeichnung "Kryo". Molekülproben werden rasch tiefgefroren und dann mit einem Elektronenstrahl untersucht.

Die drei Forscher entwickelten die Elektronenmikroskopie entscheidend weiter, so dass erstmals ein ganz exakter Blick auf Strukturen auf Molekülebene möglich wurde. Mit der Methode können zum Beispiel Zellen eingefroren werden, während sie gerade aktiv sind. Die Auflösung ist so hoch, dass sogar eine Darstellung auf atomarer Ebene - Atome sind die Bausteine, aus denen alle festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffe bestehen - möglich ist. Die Anwendungen dieser Methode sind sehr praxisnah. Ein Beispiel: Als der erste Verdacht aufkam, dass das Zika-Virus Hirnschäden verursacht, wurde die Kryo-Elektronenmikroskopie verwendet, um die Virusstruktur exakt darzustellen:

Diese dreidimensionalen Darstellung in atomarer Auflösung ist eine Grundlage, um in solchen Molekülen Angriffspunkte für Medikamente zu finden. Das untere Foto zeigt, um wie viel genauer die Bilder durch die Weiterentwicklungen der drei Nobelpreisträger geworden sind:

Reaktion aus Österreich

"Biomaschinen bei der Arbeit beobachten"

Im vergangenen Jahr erhielten der Franzose Jean-Pierre Sauvage, der gebürtige Brite James Fraser Stoddart und der Niederländer Bernard Feringa den Chemie-Nobelpreis. Sie haben aus nur wenigen Molekülen unter anderem eine Art Lift, künstliche Muskeln und ein Mini-Auto hergestellt.

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