Medizin-Nobelpreis Wie Herr Ohsumi die Müllabfuhr im Menschen entdeckte

Mit 43 Jahren kehrte Yoshinori Ohsumi als mäßig erfolgreicher Forscher aus den USA nach Japan zurück. Dann enträtselte er, was bis dahin alle unwichtig fanden: die Müllabfuhr der Zellen. Ohne sie wäre unser Leben unmöglich.

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Die Deutschen rühmen sich gerne als Weltmeister im Recycling, dabei werden sie täglich tausendfach übertrumpft - von ihrem eigenen Körper. Um sich von kaputten Proteinen oder auch Krankheitserregern zu befreien, besitzt jede Zelle eine ausgefeilte Abfallwirtschaft. Dabei zerlegt sie den Müll nicht nur, sie gewinnt auch Energie und Bausteine, um Neues zu erschaffen.

Schon Anfang der Sechzigerjahre entdeckten Forscher, dass es eine ausgeklügelte Recyclingwirtschaft in den Zellen geben muss. Wie diese funktioniert und welche Bedeutung sie besitzt, enträtselte ein Team um den japanischen Forscher Yoshinori Ohsumi allerdings erst rund dreißig Jahre später. Dafür wurde der 71-Jährige jetzt mit dem höchsten Preis in der Wissenschaft, dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin, geehrt. Auf dem Weg dahin lernte er in seiner Karriere, was Rückschläge bedeuten.

Erst zur Müllabfuhr, dann auf den Recyclinghof

Yoshinori Ohsumi wurde 1945 in Fukuoka geboren. Durch seinen Vater, der als Professor für Ingenieurwissenschaften arbeitete, bekam er schon als kleiner Junge einen Einblick in die Wissenschaftswelt. Während die Arbeit seines Vaters jedoch industriell geprägt war, zog es Ohsumi zu den Naturwissenschaften, erzählte er 2012 in einem Interview.

Nach seinem Schulabschluss begann er, Chemie zu studieren, eine erste Enttäuschung. Schnell stellte der Japaner fest, dass in der Wissenschaft schon viel ergründet war. Gleichzeitig begann die Goldene Zeit der Molekularen Biologie. Ohsumi wechselte. Nachdem er 1974 seinen Doktor an der University of Tokyo gemacht hatte, fand er in Japan jedoch keine Stelle. Ohsumi ging an die Rockefeller University in New York - dort begann die, wie er es in dem Interview sagt, härteste Zeit seines Lebens.

Für seine Doktorarbeit hatte sich der Japaner noch mit dem Darmbakterium E. coli auseinandergesetzt, jetzt sollte er an Mäusen die künstliche Befruchtung erforschen. Es war frustrierend. Nach eineinhalb Jahren begann Ohsumi stattdessen, die DNA-Verdopplung in Hefezellen zu untersuchen. Es war sein erster Kontakt mit Hefezellen, die ihn und seine Forschung anschließend nicht mehr loslassen sollten.

"Damals war ich 43 Jahre alt - und nicht sehr erfolgreich"

Nach drei Jahren in den USA bekam Ohsumi schließlich das Angebot, an seine Heimatuniversität in Tokio zurückzukehren. Dort fällte er, nach einem Irrgang durch verschiedene Bereiche, eine der wichtigsten Entscheidungen seines Lebens: Er beschloss, kleine Transportbläschen in den Zellen zu erforschen. Diese galten in jener Zeit nur als Müllbehälter, kaum jemand interessierte sich für sie. Dann, so dachte der Japaner, habe er weniger Konkurrenz.

1988 gründete Ohsumi an der University of Tokyo schließlich die Forschergruppe, mit der er Wissenschaftsgeschichte schreiben sollte. "Damals war ich 43 Jahre alt", sagt er im Interview mit dem "Journal of Cell Biology". "Ich würde nicht sagen, dass ich bis dahin eine sehr erfolgreiche Karriere hatte. Ich hatte viele Schwierigkeiten. Die meisten davon hatte ich aber selbst verursacht."

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Nobelpreis Medizin 2016: Ohsumi und die Zell-Müllabfuhr

Dann kam der Wendepunkt: 1992 veröffentlichte Ohsumi ein erstes Paper, in dem er nachwies, dass Hefezellen über eine ausgefeilte Abfallwirtschaft verfügen. 1993 hatte er die 15 Gene entschlüsselt, die dafür zuständig sind. Anschließend ergründete er nach und nach die Mechanismen, die an der Recyclingwirtschaft in den Zellen beteiligt sind, an der sogenannten Autophagie.

Wie wertvoll seine Arbeit war, zeigte sich schließlich Jahre nach dem Beginn seines Projektes: Die Vorgänge, die Ohsumi in der Hefe ergründet hatte, ließen sich auf menschliche Zellen übertragen. Er hatte die Voraussetzung geschaffen, um die Rolle der Autophagie bei Krankheiten wie Krebs, Parkinson und Diabetes zu erforschen - und neue Medikamente zu entwickeln.

Von der Müllabfuhr zum Recyclinghof

Grob gesagt lässt sich die Recyclingwirtschaft in zwei einfache Schritte unterteilen:

1. In einem ersten wird der Müll der Zelle, kaputte Proteine oder auch Krankheitserreger, in Bläschen eingeschlossen. Diese sogenannten Autophagosomen sind vergleichbar mit der Müllabfuhr.

2. Anschließend verwandeln sie sich in einen Recyclinghof. Dafür verschmelzen die mit Müll gefüllten Autophagosomen mit einer zweiten Sorte Bläschen, den Lysosomen. Diese enthalten spezielle Enzyme, die inmitten der Zelle Proteine, Fette und Kohlenhydrate in kleine Bausteine zerlegen und neues Baumaterial liefern. Der Kreislauf kann von vorne beginnen.

Nachdem Ohsumi die Prozesse entdeckt hatte, wurde immer klarer, wie wichtig sie fürs Leben und Überleben sind. Sie produzieren Energie in hungernden Zellen, indem sie überflüssige Zellbestandteile zersetzen. Sie schützen den Körper vor Krankheitserregern, indem sie eingedrungene Viren und Bakterien eliminieren. Und wirken dem Altern entgegen, indem sie defekte Proteine und Organellen entsorgen.

"Ich bin nicht sehr auf Wettbewerb aus"

"Autophagie war mehr als 50 Jahre lang bekannt", begründet das Nobelpreiskomitee seine Entscheidung. "Ihre fundamentale Bedeutung für Physiologie und Medizin wurde aber erst erkannt, nachdem Ohsumi durch seine Forschung in den Neunzigerjahren einen Paradigmenwechsel herbeigeführt hatte."

Seit 2009 arbeitet Ohsumi als Professor am Tokyo Institute of Technology, er beschäftigt sich noch immer mit den Prozessen der Zellmüllabfuhr. Dass er für seine Arbeit mal den Nobelpreis bekommen würde, hätte er wohl lange Zeit seiner Karriere nicht vermutet.

Für andere junge Wissenschaftler formulierte er aber schon 2012 eine eindeutige Botschaft: "Die meisten Menschen entscheiden sich, in den populärsten Bereichen zu arbeiten, weil sie denken, dass sie dann einfach Studien veröffentlichen können. Ich habe genau das Gegenteil davon getan. Ich bin nicht sehr auf Wettbewerb aus, deshalb habe ich mir immer neue Bereiche gesucht, um zu forschen." Wenn man mit neuer Grundlagenforschung beginne, bedeute dies eine Menge Arbeit, aber man könne auch viel Neues ergründen. Bei ihm hat es sich ausgezahlt.

Rettung für Millionen Menschen
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merapi22 03.10.2016
1. Mehr Gesundheitsforschung in Deutschland nötig
"Sie schützen den Körper vor Krankheitserregern, indem sie eingedrungene Viren und Bakterien eliminieren. Und wirken dem Altern entgegen, indem sie defekte Proteine und Organellen entsorgen." Wenn man diese Prozesse besser versteht, wird man auch besser verstehen warum wir Menschen altern. Mit diesen Wissen haben wir dann die Möglichkeit die Alterung zu verlangsamen, oder ganz zu stoppen. So wie im Film "Zeit" wo alle für ewig 25 Jahre alt sind. Wäre es nicht sinnvoll, mehr Mittel für Wissenschaft, Forschung bereitzustellen? Damit werden auch sehr interessante Arbeitsplätze entstehen. Unsere Gesundheit sollte das doch wert sein!
zila 03.10.2016
2.
Zitat von merapi22"Sie schützen den Körper vor Krankheitserregern, indem sie eingedrungene Viren und Bakterien eliminieren. Und wirken dem Altern entgegen, indem sie defekte Proteine und Organellen entsorgen." Wenn man diese Prozesse besser versteht, wird man auch besser verstehen warum wir Menschen altern. Mit diesen Wissen haben wir dann die Möglichkeit die Alterung zu verlangsamen, oder ganz zu stoppen. So wie im Film "Zeit" wo alle für ewig 25 Jahre alt sind. Wäre es nicht sinnvoll, mehr Mittel für Wissenschaft, Forschung bereitzustellen? Damit werden auch sehr interessante Arbeitsplätze entstehen. Unsere Gesundheit sollte das doch wert sein!
Deutschland hat eine fatalistisch-rueckwaerts gewandte Gesellschaft, die sich vorm Alter fuerchtet und nicht ernsthaft darueber nachdenkt, mit Innovationen das beste daraus zu machen, d.h. in erster Linie mehr Lebensqualitaet durch bessere Gesundheit. Grosse klinische Studien und Medikamentenentwicklung finden laengst woanders statt, neben Bayer und Boehringer gibt es doch kaum noch nennenswerte forschende deutsche Unternehmen im Pharmasektor, selbst diese beiden sind von der Bedeutung bestenfalls im internationalen Pharma-Mittelfeld. Es fehlt einfach an Innovationskultur. Selbst im kleineren Kanada tut sich mehr. Da gibt es z.B. erste Start-ups fuer die neue Klasse der Senolytika. In den USA tut sich auch langsam etwas: eine erste Rapamycin-Studie dort an Hunden scheint begrenzt erfolgreich und es gibt eine erste Studie mit Metformin, die Altern als Indikation auffasst. NAD+ (und Derivate) ist auch so ein Kandidat. Spannend ist auch eine Parabiosys-Studie fuer Alzheimer. Telomerase-Inducer wurden bereits klinisch untersucht, wenn auch noch im kleinen Rahmen oder fuer HIV-Patienten als Mimik. Sowas riskantes wie Bioviva's Gentherapie waere in Europa wohl ganz undenkbar. An moeglichen Interventionen besteht wirklich kein Mangel, fuer viele Stoffe gibt es eine gute Datenlage, es wird halt am Ende ein Cocktail und wohl nicht allein eine Substanz sein, die eine deutliche Verzoegerung bewirkt. Wenn erstmal ein groesseres gesellschaftliches Interesse da ist und die regulatorische Schranke fuer Verschreibungen zur Prophylaxe wegfaellt (vermutlich zuerst in den USA), dann erschliesst sich ein Riesenmarkt. Die Kosten der derzeitigen Altersbehandlungen wuerden dann teilweise wegfallen.
spmc-12355639674612 03.10.2016
3. Yashinori Ohsumi
ist genial, sympathisch und mit Sicherheit sehr fleißig und er zeigt uns, dass man nicht auf ausgetretenen Pfaden laufen sollte, wenn man etwas Neues entdecken will. Für die Wissenschaftsförderung sollte man daraus entsprechende Schlüsse ziehen.
IB_31 04.10.2016
4.
Zitat von spmc-12355639674612ist genial, sympathisch und mit Sicherheit sehr fleißig und er zeigt uns, dass man nicht auf ausgetretenen Pfaden laufen sollte, wenn man etwas Neues entdecken will. Für die Wissenschaftsförderung sollte man daraus entsprechende Schlüsse ziehen.
Das hat man doch längst. Mir fällt da diese Dame (https://de.wikipedia.org/wiki/Emmanuelle_Charpentier) z.B. ein. Die wohl nur deshalb noch nicht den Nobelpreis hat,weil Ihre Arbeiten noch nicht lange genug her sind.
wltr 04.10.2016
5. Autophagie als Teilaspekt von Autopoiesis
Die chilenischen Biologen Humberto Maturana und Francisco Varela definieren Zellen als "autopoietische Systeme": "An autopoietic machine is a machine organized (defined as a unity) as a network of processes of production (transformation and destruction) of components which: (i) through their interactions and transformations continuously regenerate and realize the network of processes (relations) that produced them; and (ii) constitute it (the machine) as a concrete unity in space in which they (the components) exist by specifying the topological domain of its realization as such a network." (Maturana/Varela 1980, Autopoiesis and Cognition: the Realization of the Living, Dordrecht, S.78) In diesem Sinne ist Autophagie als ein theoretischer Teilaspekt ("transformation and destruction") eines umfassenderen Verständnisses von Zellen als "autopoietischen Systemen" aufzufassen. Man darf sich darüber wundern, warum den theoretischen Leistungen von Maturana und Varela bislang so wenig Aufmerksamkeit bzw. Würdigung zugekommen ist.
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