Die Nobelpreisträger für Medizin und Physiologie im Jahr 2002 sind Sydney Brenner, Bob Horvitz und John E. Sulston. Sie teilen sich den Nobelpreis für die Entdeckungen zur genetischen Regulierung der Organentwicklung und des programmierten Zellsterbens (Apoptose).
Der südafrikanisch-britische Molekuarbiologe Sydney Brenner (*1927 in Germiston, Südafrika), zuletzt für das private Institut „Janena Farm Resaerch Campus“ in Ashburn (Virginia, USA) tätig, ist ein bekannter Spezialist auf dem Gebiet der Organentwicklung, insbesondere für den Organismus des Fadenwurms. Der amerikanische Biologe Howard Robert („Bob“) Horvitz (*1947 in Chicago, Illinois, USA), zuletzt Professor am Massachusetts Institut of Technoligy (MIT) in Cambridge (Massachusetts, USA), und sein Kollege, der britische Biochemiker John Edward Sulston (*1942 in Cambridge, UK), zuletzt Wissenschaftler (bis 2000 auch Direktor) an der privaten Forschungseinrichtung „Wellcome Trust Sanger Institute“, studieren ebenfalls den Fadenwurm. Horvitz ist dabei insbesondere auf das genetisch programmierte Zellsterben, die Apoptose, spezialisiert. Sulston arbeitet zeitweise auch mit Martin Chalfie zusammen, dem späteren Nobelpreisträger für Chemie 2008.
Hintergrund:
Die Apoptose ist der körpereigene, physiologisch vorgesehene Prozess des genetisch programmierten Zellstods, der mit dem Schrumpfen der Zelle beginnt. Hierbei wird die DNA der Zelle abgebaut. Die Apoptose gehört zum natürlichen Stoffwechsel. So ist der programmierte Zelltod Teil der Organentwicklung, wenn bestimmte Zellen nur vorübergehend gebildet werden (z.B. „Schwimmhäute“ während der embryonalen Entwicklung beim Menschen) und später wieder abgebaut werden, oder wenn Zellen erneuert werden, etwa bei der Bildung neuer Haut. Dazu spielt die Apoptose im Immunsystem eine sehr wichtige Rolle bei der Entsorgung infizierter oder beschädigter Zellen. Die Apoptose kann auch von außen her aktiviert werden, beispielsweise durch Mangelernährung oder durch Einwirkung von Chemikalien.
Weblinks (mit Bildern):
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2002/ (Seite der Nobelstiftung)
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2002/press.html (Pressemeldung der Nobelstiftung)
Die Nobelpreisträger für Medizin und Physiologie im Jahr 2003 sind Paul C. Lauterbur und Peter Mansfield. Sie teilen sich den Nobelpreis für die Erforschung der bildgebenden Technik der diagnostisch so wertvollen Magnetresonanztomographie (MRT).
Der amerikanische Chemiker Paul Christian Lauterbur (*1929 in Sidney, Ohio, USA; †2007), zuletzt Professor an der University of Illinois (Chicago), und der britische Physiker Sir Peter Mansfield (*1933 in London), zuletzt Professor an der Universität Nottingham (UK), sind beide vielfach ausgezeichnete Wissenschaftler, die durch ihre Forschungen die Entwicklung der bildgebenden Technik mittels MRT (Magnetresonanztomographie) möglich gemacht haben. Lauterbur war Spezialist auf dem Gebiet der verwandten Technik der Kernresonanz-Spektroskopie, englisch kurz NMR-Spektroskopie (nuclear magnetic resonance) und führte technisch magnetische Gradientenfelder ein, die die räumliche Verteilung der Signale aus Kernspinresonanzen erkennbar machte. Mansfield beschäftigt sich ebenfalls bereits seit Ende der 1950iger Jahre mit der NMR-Spektroskopie. Er entwickelt in den 1970iger Jahren die Möglichkeit der Umwandlung von Signalen aus Kernspinresonanzen von Körpergewebe in sichtbare Bilder.
Echtzeit-MRT am Herzen (Quelle: Wikipedia Commons, von: Stevenfruitsmaak)
Hintergrund:
Die Magnetresonanztomographie (MRT), auch Kernspintomographie genannt, beruht auf dem physikalischen Prinzip der angeregten Kernspinresonanz (vgl. Chemie-Nobelpreis 2002). Im angelegten Magnetfeld (und bei angelegtem elektromagnetischen Wechselfeldern im Radiofrequenzbereich) können in den Atomkernen im Körper je nach gewebespezifischer bzw. chemischer Umgebung, Resonanzen der Kernspins (zumeist werden Wasserstoffkerne betrachtet) auftreten und sichtbar gemacht werden. Das bildgebende Verfahren der MRT liefert dabei in schonender Weise diagnostisch höchst wertvolle und genaue Bilder von Körpergewebe.
Weblinks (mit Bildern):
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2003/ (Seite der Nobelstiftung)
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2003/press.html (Pressemeldung der Nobelstiftung)
Die Nobelpreisträger für Medizin und Physiologie im Jahr 2004 sind Richard Axel und Linda B. Buck. Sie teilen sich den Nobelpreis für die Erforschung der Riechrezeptoren und der Organisation des olfaktorischen Systems.
Der amerikanische Mediziner Richard Axel (*1946 in New York City), Professor an der Columbia Universität (New York City), arbeitet Anfang der 1990iger Jahre mit seiner PostDoc-Mitarbeiterin Linda B. Buck (*1947 in Seattle, Wash., USA), später Professor an der Universität Washington, auf dem Gebiet der Riechrezeptoren. Axel und Buck können mittels molekularbiologischer Methoden zahlreiche Gene identifizieren, die dem körpereigenen System der Geruchswahrnehmung zugeordnet werden können.
Hintergrund:
Die Erkennung und Unterscheidung von Gerüchen (und Geschmäckern) erfolgt im Körper über das olfaktorische System aus vielen unterschiedlichen Rezeptoren und Nervenleitungen. Die hier durch Gerüche ausgelösten Signale werden schließlich an den Riechkolben (Bulbus olfaktorius), einem Teil auf der Vorderseite des Gehirns, weitergeleitet.
Weblinks (mit Bildern):
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2004/ (Seite der Nobelstiftung)
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2004/press.html (Pressemeldung der Nobelstiftung)
Die Nobelpreisträger für Medizin und Physiologie im Jahr 2005 sind Barry Marshall und J. Robin Warren. Sie teilen sich den Nobelpreis für die Entdeckung des für Magengeschwüre verantwortlichen Bakteriums Heliobacter pylori.
Die australischen Mediziner John Robin Warren (*1937 in Adelaide, Austarlien), Facharzt (Pathologe) am Royal Hospital in der australischen Stadt Perth, und Barry Marshall (*1951 in Kalgoorli, Australien), Professor an der Universität Western Australia in Perth, entdecken das für Magengeschwüre, Zwölffingerdamrgeschwüre und Magenkrebs verantwortliche Bakterium Heliobacter pylori. Warren entdeckt Ende der 1970iger Jahre bei der Behandlung des Magengeschwürs seiner Frau Bakterienansiedlungen in einer Gewebeprobe der Magenschleimhaut, obwohl die damalige Medizin Bakterienansiedlungen im sauren Milieu des Magens nicht für möglich hält. Warren und Marshall stellen dennoch die These auf, dass Heliobacter pylori für die Bildung von Magengeschwüren verantwortlich ist. Marshall nimmt 1984 einen Selbstversuch vor und infiziert sich bewußt mit Heliobacter pylori, sein kurz darauf gebildetes Magengeschwür gilt als erster Nachweis ihrer These.
Heliobacter pylori EM-Aufnahme (Quelle: Centers for Disease Control and Prevention, USA)
Hintergrund:
Heliobacter pylori ist ein gramnegatives Stäbchenbakterium, das sich mit Geißeln fortbewegen kann. Es ist sehr weit verbreitet mit entsprechend hoher Infektionsrate (vermutlich über 50% aller Menschen). Die genauen Infektionswege werden noch erforscht. Heliobacter pylori kann einen eigenen Säureschutzmantel ausbilden und daher problemlos im sauren Milieu der Magenschleimhäute ansiedeln. Eine Infektion mit Heliobacter pylori kann die Bildung von Magenschleimhautentzündung (Gastritis), Magengeschwüren (Ulcus), Zwölffingerdarmgeschwüren und auch die Entstehung von Magenkrebs verursachen. Die Entwicklung eines geeigneten Impfstoffs ist Gegenstand der Forschung.
Weblinks (mit Bildern):
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2005/ (Seite der Nobelstiftung)
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2005/press.html (Pressemeldung der Nobelstiftung)
Die Nobelpreisträger für Medizin und Physiologie im Jahr 2006 sind Andrew Z. Fire und Craig Mello. Sie teilen sich den Nobelpreis für die Entdeckung der sogenannten RNA-Interferenz, ein Mechanismus zur (vorübergehenden) Deaktivierung von Genen.
Der amerikanische Mathematiker und Molekularbiologe Andrew Zachary Fire (*1959 in Palo Alto, Kalif., USA), Professor an der Universität Stannford (Kalifornien), und der an der Universität Harvard (Massachusetts) promovierte Biochemiker Craig Cameron Mello (*1960 in New Haven, Conn., USA), Professor an der Universität Massachusetts, entdecken Ende der 1990iger Jahre gemeinsam den Mechanismus der RNA-Interferenz, zur Deaktivierung von Genen in eukaryontischen Zellen.
Hintergrund:
RNA-Interferenz ist ein natürlich exisitierender Mechanismus, der die Übersetzung (Translation) der genetischen Information auf der mRNA (messenger-RNA) in Proteine verhindert. Zuvor wird die genetische Information der DNA gelesen und auf mRNA übertragen (transkribiert). Die Translation findet im Rahmen der Proteinbiosynthese in den Ribosomen statt, wobei die mRNA an das Ribosom gebunden wird (vgl. Nobelpreis für Chemie 2009). Bei der von Fire und Mello bewusst eingesetzten RNA-Interferenz wird die einzelsträngige mRNA durch teilweise Doppelstrangbildung mit anderen RNA-Fragmenten für die Translation zur Proteinbildung blockiert bzw. „stumm geschaltet“ (engl.: RNA-silencing). Im Gegensatz zur Abschaltung von Genen (vgl. Nobelpreis für Medizin 2007) kann die RNA-Interferenz zu einer zeitlich vorübergenden Deaktivierung einer bestimmten Gen-Aktivität genutzt werden, möglicherweise zukünftig denkbar z.B. im Rahmen einer therapeutischen Maßnahme (Gentherapie).
Weblinks (mit Bildern):
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2006/ (Seite der Nobelstiftung)
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2006/press.html (Pressemeldung der Nobelstiftung)
Die Nobelpreisträger für Medizin und Physiologie im Jahr 2007 sind: Mario Capecchi, Martin Evans und Oliver Smithies. Sie teilen sich den Nobelpreis für ihre grundlegenden Entdeckungen zum Einbau veränderter Gene in Mäusen (Knockout-Mäuse) über embryonale Stammzellen.
Der italienisch-amerikanische Chemiker und Biophysiker Mario Capecchi (*1937 in Verona, Italien), zuletzt Professor an der Universität Utah, promoviert 1967 in Harvard bei James D. Watson, dem Entdecker der Struktur der Doppelhelix der DNA. Capecchi wird zusammen mit dem britischen Biochemiker Oliver Smithies (*1925 in Halifax, Engl., UK) für das Modell der Knockout-Maus bereits mehrfach ausgezeichnet, u.a. mit dem Wolf-Preis (2002). Der britische Molekularbiologe Sir Martin Evans (*1941 in Stroud, UK), lange Zeit führender Genetiker an der Universität in Cambridge, heute Professor an der Universität in Cardiff, ist Spezialist für genetische Stammzellentechnologie, eine Basis für die Erzeugung von Knockout-Mäusen.
Hintergrund:
Knockout-Mäuse sind genetisch manipulierte Mäuse, die bewußt erzeugte Anomalien und Defekte aufweisen, verursacht durch abgeschaltete Gene. Das Modell der Knockout-Maus ist als Tierversuch ein nützliches Studienobjekt in der medizinischen Forschung, um Anomalien und Krankheiten auf bestimmte, dafür verantwortliche Gene zurückführen zu können. Bei dieser Methode wird durch Einbringen von Mutationen in noch nicht differenzierte embryonale Stammzellen von Mäusen ein Gen „abgeschaltet“, d.h. so verändert, dass es bei Entwicklung des Organismus nicht mehr gelesen werden kann. Somit werden bestimmte Proteine nicht hergestellt und der Organismus hat Fehler, die nun auf das abgeschaltete Gen zurückgeführt werden können.
Weblinks (mit Bildern):
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2007/ (Seite der Nobelstiftung)
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2007/press.html (Pressemeldung der Nobelstiftung)
Den Nobelpreis für Physiologie und Medizin 2008 geht zur einen Hälfte an Harald zur Hausen für die Entdeckung der Auslösung von Gebärmutterhalskrebs durch humane Papillomaviren. Die andere Häfte des Preises geht an Françoise Barré-Sinoussi und Luc Montagnier für die Entdeckung des HI-Virus (HIV), den Erreger von AIDS.
Papillomavirus, Elektronenmikroskopische Aufnahme
Der deutsche Mediziner Harald zur Hausen (*1936 in Gelsenkirchen) ist Virologe und forscht nach Stationen als Professor für Virologie an den Universitäten Nürnberg-Erlangen und Freiburg von 1982 bis 2003 am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg. Zur Hausen gelingt der Nachweis der Entstehung von Gebärmutterhalskrebs aus Infektion mit bestimmten Humanen Papillomaviren (HPV). Seine Erkenntnisse führen schließlich zu der Möglichkeit einer Impfung gegen diese Viren.
Der französische Virologe Luc Montagnier (*1932 in Chabris, Frankreich), Professor und Leiter der Virologie am Institut Pasteur in Paris sowie seine Mitarbeiterin Françoise Barré-Sinoussi (*1947 in Paris), ebenfalls Virologin und Professorin am gleichen Institut, entdeckten 1983 das HI-Virus als Verursacher der damals neu aufgetretenen und sich seitdem weltweit verbreitenden Immunschwäche-Krankheit AIDS.
HI-Virus löst sich aus infizierter Wirtszelle (menschliche Immunzelle)
Hintergrund:
Humane Papillomaviren sind auch als Warzenviren bekannt und gehören zur Gruppe der Doppelstrang-DNA-Viren. Diese Viren sind häufig und können auf der Haut bzw. in den Schleimhäuten die Bildung von zumeist gutartigen Warzen und Tumoren verursachen. Bestimmte HP-Viren sind als wesentlicher Verursacher von Gebärmutterhalskrebs (Zervixkarzinom) anzusehen. Seit 2006 gibt es die Möglichkeit der Impfung gegen HP-Viren, wovon eine Senkung des Risikos an Gebärmutterhalskrebs zu erkranken erwartet wird.
HI-Viren, auch kurz HIV (human immunodeficiency virus), gehören zur Gruppe der Retroviren, das sind Einzelstrang-RNA-Viren. HI-Viren sind Auslöser der Immunschwäche AIDS (acquired immunodeficiency syndrome), die sich als Krankheit sehr rasch und weltweit zu einer Pandemie entwickelt hat. (Zeitweise war umstritten, ob nicht der amerikanische Virologe Robert Gallo zuerst menschliche Retroviren und den HI-Virus als Auslöser von AIDS entdeckt hat. Inzwischen gilt mehrheitlich Montagnier als Erstentdecker.)
Weblinks (mit Bildern):
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2008/ (Seite der Nobelstiftung)
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2008/press.html (Pressemeldung der Nobelstiftung)
Den Nobelpreis für Physiologie und Medizin 2009 teilen sich Elizabeth Blackburn, Carol W. Greider und Jack Szostak für ihre Entdeckung wie Chromosome durch Telomere und das Enzym Telomerase geschützt werden.
Die australisch-amerikanische Molekularbiologin Elizabeth Helen Blackburn (*1948 in Hobart, Tasmanien, Australien), vielfach ausgezeichnete Forscherin auf dem Gebiet der Telemerase und Professorin an der Universität Berkeley (Kalifornien) sowie ihre ehemalige Doktorandin, die amerikanische Molekularbiologin Carol W. Greider (*1961 in San Diego, Kalif., USA), heute Professorin an der John Hopkins Universität in Baltimore (Maryland), entdecken 1984 in Wimpertierchen (Einzeller der Gattung Tetrahymena) das Enzym Telomerase, das beim Aufbau der Endstücke in Chromosomen, den Telomeren, entscheidend beteiligt ist. Blackburn berichtet bereits 1980 von ihrer Beobachtung, dass sich an Chromosmenenden bestimmte Nukleotidsequenzen häufig wiederholen. Der englisch-amerikanische Molekularbiologe Jack William Szostak (*1952 in London, GB) entdeckt u.a. den unerwartet schnellen Abbau bestimmter linearer DNA, die als Minichromosomen betrachtet werden können, beim Einbau in Hefezellen. Seit den 1980iger Jahren verfolgen er und Elisabeth Blackburn gemeinsame Projekte auf dem Gebiet der Telomere. Szostak ist heute Professor an der Universität Harvard in Cambridge (Massachusetts).
Hintergrund: Telomere sind DNA-Sequenzen an Chromosomenenden, die sich durch tausendfache Wiederholung charakteristischer Nukleotidsequenzen auszeichnen. Telomere spielen eine entscheidende Rolle bei der Zellteilung und für den Zelltod. Bei jeder Zellteilung gehen am Ende Nukleotidsequenzen verloren, bis ab Unterschreitung einer bestimmten Mindestlänge der Zelltod eintritt.
Die Telomerase ist ein Enzym, chemisch gesehen ein bestimmter RNA-Protein-Komplex, das den Wiederaufbau abgebauter Nukleotidbasen in Telomeren katalysiert. Die Telomerase kommt daher nur in Zellen vor, in denen kein Zelltod genetisch programmiert ist, solche Zellen sind beispielsweise (embryonale) Stammzellen, bestimmte Immunzellen sowie Krebszellen.
Telomere und Telomerase sind ein aufregendes Gebiet der Molekularbiologie. Sie spielen einerseits eine große Rolle bei der Entstehung und Bekämpfung von Krebs, andererseits wird ihr Zusammenspiel für die gewünschte Erneuerung von Gewebe und mit Blick auf eine mögliche Lebensverlängerung weltweit intensiv erforscht und diskutiert.
Weblinks (mit Bildern):
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2009/ (Seite der Nobelstiftung)
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2009/press.html (Pressemeldung der Nobelstiftung)