Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2026 wird für die Optogenetik verliehen – eine Methode, mit der sich aufzeigen lässt, wie Nervenzellen im lebenden Gehirn Erinnerungen, Gefühle und Verhaltensweisen prägen.
Peter Hegemann und Georg Nagel entdeckten in einer einzelligen Alge ein bemerkenswertes Protein, das Channelrhodopsin. Karl Deisseroth verwandelte das Protein in einen lichtgesteuerten Schalter für Nervenzellen. Die Preisträger haben den Grundstein für eine neue Ära in den Neurowissenschaften gelegt.
Wie das Gehirn Gefühle, Verhaltensweisen und körperliche Funktionen steuert, war lange Zeit ein Rätsel. Im 20. Jahrhundert begannen Forscher zu untersuchen, welche Bereiche des Gehirns welche Funktionen beeinflussen, doch aufgrund der verwendeten Methoden konnten sie keine kausalen Zusammenhänge nachweisen. Das Bild, das sie vom Gehirn entwickelten, glich einer Skizze, voller Fragezeichen und Unbekannten. Nun ändert sich all dies.
„Die Optogenetik bietet Möglichkeiten, das Gehirn auf eine Weise zu kartieren, von der wir früher nur träumen konnten“, sagt Per Svenningsson, Vorsitzender des Nobelkomitees für Physiologie oder Medizin.
Alles begann mit Peter Hegemanns Neugier. Er fragte sich, wie Chlamydomonas, eine einzellige Alge, in der Lage ist, auf eine Lichtquelle zuzuschwimmen. Anfang der 2000er Jahre entdeckten er und Georg Nagel das Channelrhodopsin, ein Algenprotein mit einzigartigen Eigenschaften, das sich auf der Zelloberfläche befindet. Wenn es mit blauem Licht bestrahlt wird, öffnet sich ein Kanal durch das Protein. Geladene Ionen strömen dann in die Zelle und erzeugen einen elektrischen Impuls. Sie stellten fest, dass die Zellen, in die sie das Protein einbrachten, unabhängig davon, um welche Zellen es sich handelte, lichtempfindlich wurden.
Karl Deisseroth führte das Gen für Channel-Rhodopsin in Nervenzellen von Ratten ein. Durch Bestrahlung der Zellen mit blauem Licht gelang es ihm, ein Nervensignal auszulösen. Er veröffentlichte diesen Durchbruch im Jahr 2005. Zwei Jahre später gelang es ihm, diesen lichtgesteuerten Schalter für Nervenzellen im Gehirn lebender Mäuse zum Funktionieren zu bringen.
Diese Methode zur Steuerung von Nervensignalen mit Licht wird heute als Optogenetik bezeichnet und hat weltweit rasch an Bedeutung gewonnen. Mithilfe der Optogenetik ist es Forschern gelungen, neuronale Schaltkreise aufzudecken, die bestimmte Erinnerungen, Gefühle und Verhaltensweisen steuern, die für neurologische und psychiatrische Störungen relevant sind. In der klinischen Medizin nutzen Forscher die Methode, um das Sehvermögen von Menschen mit Sehbehinderungen wiederherzustellen.
Die Optogenetik hat unser Verständnis des Gehirns grundlegend verändert. Jeder Tag bringt neue Entdeckungen mit sich, die dazu beitragen, eines der großen Geheimnisse der Menschheit zu lüften: wie unser unglaubliches Gehirn funktioniert.
Zu den Preisträgern:
Karl Deisseroth, geboren 1971. Promotion 1998 und Approbation als Arzt 2000 an der Stanford University, USA. D.H. Chen-Professor, Professor für Bioingenieurwesen sowie für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften am Howard Hughes Medical Institute und an der Stanford University, USA.
Peter Hegemann, geboren 1954. Promotion 1984 am Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried, Deutschland. Hertie-Seniorprofessor für Neurowissenschaften an der Humboldt-Universität zu Berlin, Deutschland. Die ausgezeichneten Entdeckungen wurden am Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried, Deutschland, gemacht
Georg Nagel, geboren 1953. Promotion 1988 an der Universität Frankfurt, Deutschland. Professor für Molekulare Pflanzenphysiologie am Lehrstuhl für Molekulare Pflanzenphysiologie und Biophysik – Botanik I, Universität Würzburg, Deutschland. Die mit dem Preis ausgezeichneten Entdeckungen wurden am Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt, Deutschland, gemacht.
(Karolinska Institut - übersetzt mit KI)
