Atomaren Strukturen zahlreicher komplexer Proteinkomplexe aufgeklärt: a) Das am Computer aus kryo-elektronenmikroskopischen Aufnahmen generierte Bild zeigt einen Proteinkomplex, der an der Steuerung der Inneren Uhr beteiligt ist. b) Das am Computer aus kryo-elektronenmikroskopischen Aufnahmen generierte Bild zeigt ein Sensor-Molekül, das Teil unseres Hörsinns ist. c) Das am Computer aus kryo-elektronenmikroskopischen Aufnahmen generierte Bild zeigt das Zika-Virus
Aufnahmen mit dem Kryo-Elektronenmikroskop (v.l.): Ein Proteinkomplex, ein Sensor-Molekül unseres Hörsinnes und das Zikavirus Bildrechte: dpa

Chemie-Nobelpreis 2017 Coole Mikroskope für eine neue Medizin

Kryo-Elektronenmikroskopie – das klingt ein wenig kryptisch. Aber die Technik, für die heute der Chemie-Nobelpreis vergeben wurde, hat das Zeug, unsere Medizin zu revolutionieren.

Atomaren Strukturen zahlreicher komplexer Proteinkomplexe aufgeklärt: a) Das am Computer aus kryo-elektronenmikroskopischen Aufnahmen generierte Bild zeigt einen Proteinkomplex, der an der Steuerung der Inneren Uhr beteiligt ist. b) Das am Computer aus kryo-elektronenmikroskopischen Aufnahmen generierte Bild zeigt ein Sensor-Molekül, das Teil unseres Hörsinns ist. c) Das am Computer aus kryo-elektronenmikroskopischen Aufnahmen generierte Bild zeigt das Zika-Virus
Aufnahmen mit dem Kryo-Elektronenmikroskop (v.l.): Ein Proteinkomplex, ein Sensor-Molekül unseres Hörsinnes und das Zikavirus Bildrechte: dpa

Als das Elektronenmikroskop vor gut 90 Jahren präsentiert wurde, bekam es den Namen "Übermikroskop“. Erfinder Ernst Ruska bekam 1986 den Physik-Nobelpreis für sein Gerät, das Objekte und Oberflächen mit Elektronen abbilden konnte und damit eine vielfach höhere Auflösung erlaubte, als klassische Mikroskope. Jetzt sind Ruskas Nachfolger geehrt worden – nicht als Physiker, sondern als Chemiker. Denn sie haben seine Erfindung weiterentwickelt, zum Kryo-Elektronenmikroskop. “Jetzt können wir die Enzyme, die Moleküle des Lebens, in Aktion sehen“, so begründete  Nobeljuror Peter Somfai die Wahl der diesjährigen Preisträger gegenüber der dpa.

Der deutschstämmige US-Amerikaner Joachim Frank, der Schweizer Jacques Dubochet und der Brite Richard Henderson haben mit ihrer Weiterentwicklung ermöglicht, dass auch biologische Moleküle untersucht werden können, was bisherige Elektronenmikroskope nicht schafften. Deren gebündelte Elektronen zerstörten nämlich das biologische Material. Die Kryo-Technik verhindert das. Das Wasser wird so schnell herunter gekühlt, dass es um eine biologische Probe fest wird. Dadurch behalten die Biomoleküle ihre natürliche Form und können untersucht werden.

Wir werden neue Medizin auf einem komplett anderen Level entwerfen können.

Peter Somfai, Nobeljuror
Zwei Forscher an einem Kryo-Elektronenmikroskop
Der britische Wissenschaftler Richard Henderson (r) und sein Kollge Carsten Sasche uim Labor für Molekularbiologie der Uni Cambridge. Bildrechte: dpa

So sei vor kurzem ein exzellentes Bild des Zika-Virus gelungen. Das biete völlig neue Möglichkeiten, anzugreifen, sagt Somfai.
Allison Campbell, Präsidentin der American Chemical Society wertete die neue Technik so: “Die Entdeckungen der Preisträger sind von unschätzbarem Wert für das Verständnis des Lebens und für die Entwicklung neuer Therapeutika.“

Die Grundlagen für die jetzigen Kryo-Mikroskope haben die drei Wissenschaftler bereits in den 1980er- und 1990er-Jahren gelegt. Allerdings war damals die Auflösung der Geräte noch sehr gering. Das hat sich geändert, weiß Peter Somfai. Bald, so der Spezialist für organische Chemie an der Universität Lund, werden Kryo-Elektronenmikroskope Standard in der Medikamentenforschung sein.

Über dieses Thema berichtet MDR AKTUELL: im Fernsehen | 04.10.2017 | 19:30 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 04. Oktober 2017, 17:37 Uhr