Medi­­­zin-Nobel­­preis 2016: Japa­ni­scher Zell­for­scher ausgezeichnet

25.10.2016 | Poli­tik

Seine For­schun­gen haben den Mecha­nis­mus der Auto­pha­gie in Zel­len geklärt: Der japa­ni­sche Zell­for­scher Yoshi­nori Ohs­umi wird mit dem dies­jäh­ri­gen Nobel­preis für Medi­zin ausgezeichnet.

Yoshi­nori Ohs­umi benutzte die Bäcker­hefe, um die Gene für die Auto­pha­gie zu iden­ti­fi­zie­ren. Er ging dann wei­ter, indem er die der ‚Selbst­ver­dau­ung‘ zugrunde lie­gen­den Mecha­nis­men in der Hefe auf­klärte und zeigte, dass eine ähn­li­che Maschi­ne­rie dafür auch in unse­ren Zel­len benutzt wird“, begrün­dete das Karo­­linska-Insti­­tut die Zuer­ken­nung des Medi­­­zin-Nobel­­prei­­ses. Die Aus­zeich­nung ist mit acht Mil­lio­nen Schwe­di­schen Kro­nen (rund 833.000 Euro) dotiert.

Erste For­schun­gen mit Hefezellen

Der heute 71-jäh­­rige Zell­bio­loge Ohs­umi begann seine For­schun­gen Ende der 1980er Jahre. Damals war bekannt, dass die Zel­len Lys­o­so­men ent­hal­ten, die durch hydro­ly­ti­sche Enzyme Zell­orga­nel­len abbauen kön­nen. Die Bezeich­nun­gen „Lys­o­so­men“ und „Auto­pha­gie“ wur­den von Chris­tian de Duve geprägt, der 1967 die Glu­­ka­­gon-indu­­zierte Auto­pha­go­zy­tose in Lys­o­so­men von Leber­zel­len der Ratte beschrieb; dafür erhielt er 1974 den Medi­­­zin-Nobel­­preis. In den 1970er- und 1980er-Jah­­ren ent­deck­ten Aaron Cie­cha­no­ver, Avram Heshko und Irwin Rose mit der Mar­kie­rung von nicht mehr benö­tig­ten Eiwei­ßen per Ubi­­qui­­tin-Fähn­chen und deren Besei­ti­gung im Pro­tea­som einen zwei­ten Selbst-Abbau­­­pro­­zess in Zel­len. Sie erhiel­ten 2004 den Nobel­preis für Chemie.

Zwar wusste man, dass Lys­o­some mit­hilfe von Enzy­men Stoffe zer­le­gen kön­nen – die genauen Mecha­nis­men waren jedoch völ­lig unbe­kannt. Auf­klä­rung brach­ten erst die Expe­ri­mente, die Ohs­umi ab 1988 durch­führte. Dafür benutzte er Hefe­zel­len – Sac­charo­my­ces cere­vi­siae; sie besit­zen eine Vakuole, die dem Lys­o­som der mensch­li­chen Zelle ent­spricht. Um die Mecha­nis­men zu ent­schlüs­seln, unter­suchte er Mutan­ten der Hefe­zel­len. Weil es bei eini­gen zu Defek­ten der Auto­pha­gie kam, bewies Ohs­umi einer­seits, dass Hefe­zel­len über den Mecha­nis­mus der Auto­pha­gie ver­fü­gen; ande­rer­seits hatte er einige Gene ent­deckt, die für die Auto­pha­gie nötig sind, weil ihr Aus­fall den Pro­zess störte. 1991 fan­den er und sein Team den ers­ten Auto­­pha­­gie-defe­k­­ten Mutan­ten (spä­ter ATG 1 genannt) in Hefe; 13 wei­tere folg­ten. Aus der Erfor­schung die­ser Gene konnte die genaue Abfolge der Auto­pha­gie rekon­stru­iert werden.

„Auto­pha­gie ist an einer Viel­zahl von phy­sio­lo­gi­schen Pro­zes­sen betei­ligt, zum Bei­spiel an der Zell­dif­fe­ren­zie­rung und Embryo­ge­nese, an Pro­zes­sen, wel­che den Abbau gro­ßer Bestand­teile des Zel­lin­ne­ren not­wen­dig machen. Das schnelle Her­bei­füh­ren der Auto­pha­gie stellt einen Schutz­me­cha­nis­mus für ver­schie­dene Stress­fak­to­ren dar und ist auch eine Abwehr bei einer Ver­let­zung der Zelle oder von alters­be­ding­ten Krank­hei­ten“, erklärte das Karo­­linska-Insti­­tut. Ohs­umi und sein Team haben – aus­ge­hend von Hefe­zel­len – auch jene Gene iden­ti­fi­ziert, die beim Men­schen diese Pro­zesse steuern.

Defekte in den betei­lig­ten Genen kön­nen zahl­rei­che Erkran­kun­gen för­dern und sind etwa mit Mamma- und Ova­ri­al­kar­zi­no­men, immu­no­lo­gi­schen Erkran­kun­gen wie Mor­bus Crohn oder neu­ro­de­ge­ne­ra­ti­ven Erkran­kun­gen wie Mor­bus Par­kin­son asso­zi­iert. „Seit 27 Jah­ren arbeite ich an dem Thema, aber ich habe nicht das Gefühl, dass ich das alles ver­stan­den habe. Es gibt noch vie­les zu ent­de­cken, und ich möchte meine For­schung wei­ter­trei­ben“, erklärte Yoshi­nori Ohsumi.

Der Nobel­preis für Medi­zin wird all­jähr­lich am 10. Dezem­ber, dem Todes­tag des Stif­ters Alfred Nobel, ver­lie­hen. MH

Yoshi­nori Ohs­umi wurde 1945 in Fuku­oka (Japan) gebo­ren. Ursprüng­lich hatte er mit einem Che­­mie-Stu­­dium begon­nen, wech­selte aber bald zur Mole­ku­lar­bio­lo­gie. Er ging an die Rocke­fel­ler Uni­ver­sity in New York und forschte danach an der Uni­ver­sity of Tokyo. 1996 wurde er Pro­fes­sor am Natio­nal Insti­tute for Basic Bio­logy in Oka­zaki, 2004 Pro­fes­sor an der Gra­duate Uni­ver­sity for Advan­ced Stu­dies in Hayama. 2009 eme­ri­tierte er und wurde Pro­fes­sor am Tokyo Insti­tute of Tech­no­logy. Ohs­umi hat für seine For­schun­gen zahl­rei­che Aus­zeich­nun­gen erhal­ten und kann eine große Anzahl an Cita­ti­ons in ver­schie­de­nen Jour­nals nachweisen.

© Öster­rei­chi­sche Ärz­te­zei­tung Nr. 20 /​25.10.2016