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Der Nobelpreis für Medizin geht an den Japaner Yoshinori Ohsumi vom Tokyo Institute of Technology. Er wird für die Erforschung der Autophagie geehrt, wie das Karolinska-Institut am Montag in Stockholm mitteilte. Dabei handelt es sich um einen zentralen Mechanismus, wie die Zelle «Abfall» abbaut und recycelt.
Autophagie (aus dem Griechischen auto, selbst und phagein, essen) ist ein Prozess, mit dem Zellen eigene Bestandteile, die nicht mehr gebraucht werden, abbauen können. Entdeckt wurde diese Fähigkeit von Zellen bereits in den 1960er Jahren.
Wie genau dieser Mechanismus funktioniert, hat Ohsumi aber erst in den 1990er Jahren durch Experimente an Hefezellen entschlüsselt. Zellen umschliessen dabei den «Abfall» - defekte Zellorgane, grössere Proteinkomplexe und ähnliches - mit Membranen, stopfen sie also quasi in Abfallsäcke.
Diese Abfall-gefüllten Membran-Bläschen (Vesikel genannt) wandern anschliessend zum zelleigenen Recycling-Hof, dem Lysosom, wo ihr Inhalt abgebaut wird. Auch die Entdeckung der Lysosomen durch den Forscher Christian de Duve wurde 1974 mit einem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet.
Ohsumis Experimente an Hefezellen als einfachem Modellorganismus erlaubten ihm, die wichtigen Gene für die Autophagie zu identifizieren. Dafür machte er sich zunutze, dass die Hefe-Variante der Lysosomen, die Autophagosomen, sich bei Nahrungsmangel in den Hefezellen anhäufen.
Indem er zufällig Gene ausschaltete und beobachtete, nach welchen Mutationen die Zellen keine Autophagosomen mehr ansammelten, kam er auf die für den Prozess wichtigen Gene. Anschliessend entschlüsselte er die Funktion der durch diese Gene kodierten Proteine und den Mechanismus, wie sie in dem Prozess der Autophagie zusammenspielen.
Ausserdem konnte Ohsumi zeigen, dass eine ähnliche Maschinerie in menschlichen Zellen tätig ist. Ohsumis Arbeit habe wichtige Grundlagen für unser Verständnis dieses Mechanismus geschaffen, und dafür, welche Rolle Autophagie bei diversen physiologischen Prozessen spiele, teilte das Karolinska-Insitut mit.
Durch den Recyclingprozess kann rasch die nötige Energie und die Bausteine zur Verfügung gestellt werden, um neue zelluläre Komponenten zu bauen. Deshalb spielt er eine wichtige Rolle bei Nahrungsmangel und anderen Formen von Zell-Stress.
Beschädigte oder funktionsuntüchtige Zellorgane können so beseitigt werden, was bei Alterungsprozessen eine wichtige Rolle spielt. Auch bei der Embryonalentwicklung und der Spezialisierung von verschiedenen Zelltypen leistet Autophagie einen Beitrag, ebenso wie bei der Beseitigung von Eindringlingen wie Bakterien und Viren.
Defekte in diesem Prozess hängen mit verschiedenen Krankheiten beim Menschen zusammen, beispielsweise Parkinson und Typ-2-Diabetes. Mutationen in Autophagie-Genen spielen ausserdem bei Krebs eine Rolle. Dieser Mechanismus stellt daher ein vielversprechendes Ziel für neue Medikamente gegen verschiedene Krankheiten dar, schrieb das Nobelkomitee.
Wie fundamental dieser Prozess der Autophagie ist, sei erst mit Ohsumis bahnbrechenden Experimenten in den 1990er Jahren klar geworden, hiess es weiter. Dafür erhalte er den diesjährigen Medizin-Nobelpreis.
Der Zellforscher, der 1945 in Fukuoka in Japan geboren wurde, erhielt 1974 seinen Doktortitel von der University of Tokyo. Nach einem Forschungsaufenthalt an der Rockefeller University in New York kehrte er 1988 nach Tokio zurück, um seine eigene Forschungsgruppe aufzubauen. Seit 2009 ist er Professor am Tokyo Institute of Technology.
(sda)