Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zülch-Preis 2012 für die Begründer der Optogenetik

30.08.2012
Gertrud Reemtsma Stiftung zeichnet HU-Biophysiker Peter Hegemann aus

Forscher können heute Nervenzellen mit Genen für lichtempfindliche Proteinkanäle versehen und die Zellen so untersuchen. Die Gertrud Reemtsma Stiftung zeichnet nun vier Wissenschaftler mit dem K. J. Zülch-Preis 2012 aus, die das noch junge Forschungsgebiet der Optogenetik maßgeblich befördert haben.

Zu ihnen gehört auch der Biophysiker Peter Hegemann von der Humboldt-Universität. Ausgezeichnet werden außerdem Ernst Bamberg vom Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt, Karl Deisseroth von der Stanford University, USA, Berlin und Georg Nagel von der Universität Würzburg. Mit der Auszeichnung würdigt die Gertrud Reemtsma Stiftung die große Bedeutung der Optogenetik, die das Forschungsfeld insbesondere für die Neurowissenschaften erlangt hat. Denn mithilfe optogenetischer Methoden können Wissenschaftler wichtige Erkenntnisse über neurologische Erkrankungen gewinnen.

Manchmal sind es gerade die unscheinbaren Organismen, die die Wissenschaft voranbringen. Die einzellige Süßwasseralge Chlamydomonas reinhardtii und das Salzsee-Archaebakterium Natronomonas pharaonis sind dafür Paradebeispiele. Sie besitzen Lichtsinnesproteine zur Orientierung und Energiegewinnung, sogenannte Rhodopsine. Diese lichtempfindlichen Proteine nutzen Wissenschaftler seit einigen Jahren, um die Funktionsweise von Zellen zu untersuchen. Rhodopsine werden mit Hilfe von Gentechnik in Nervenzellen eingeschleust und lassen sich dort beispielsweise mit Hilfe von Licht aktivieren und wieder deaktivieren. Damit lassen sich Funktionen von einzelnen Zellen oder Zelltypen und die Verknüpfung dieser Zellen studieren.

Peter Hegemann gelang es 2002 an der Universität Regensburg mit den beiden Max-Planck-Wissenschaftlern Georg Nagel und Ernst Bamberg die außergewöhnliche Funktion der Algen-Rhodopsine zweifelsfrei nachzuweisen: Durch die Übertragung des Rhodopsin-Gens auf Eizellen des Krallenfrosches sowie humane Nierenzelllinien konnten sie beweisen, dass die Algenproteine Lichtrezeptor und Ionenkanal in einem einzigen Protein vereinen. Bei Lichteinfall einer bestimmten Wellenlänge wird der Proteinkanal durchlässig für positive Kalium- und Natrium-Ionen sowie Protonen – das Zellpotenzial wird also ins Positive verschoben (Depolarisation). Die Algen-Rhodopsine unterscheiden sich damit von den meisten anderen lichtempfindlichen Proteinen wie beispielsweise den Rhodopsinen im menschlichen Auge, die keinen eigenen Ionenkanal besitzen.

Nach ihrer Entdeckung begannen die Forscher, die von ihnen als Channelrhodopsine bezeichneten Proteine als Werkzeuge zur Untersuchung von Zellen einzusetzen und weiterzuentwickeln. Denn ausgestattet mit dem Gen für das Channelrhodopsin-2-Protein lassen sich ganz unterschiedliche Zelltypen mit einem Lichtschalter versehen und die Auswirkungen von Änderungen der Ionenzusammensetzung oder des pH-Werts analysieren.

Die Optogenetik eignet sich zur Untersuchung neurologischer Erkrankungen wie Epilepsie, Parkinson oder Depression. Wichtiges Hilfsmittel sind dabei genetisch veränderte Tiere mit Krankheitsbildern, die menschlichen Erkrankungen ähneln und mit Channelrhodopsin-Genen ausgestattet sind. Ein Ziel könnte sein, im Gehirn von Epilepsie- oder Parkinson-Patienten Nervenzellen mit Hilfe von lichtleitenden Glasfasern nach Bedarf kontrolliert an- oder abzuschalten, um die entsprechenden Krankheitsphänomene aufzuheben.

Auch darüber hinaus könnte die Optogenetik in Zukunft medizinischen Nutzen haben. So haben Forscher bereits 2006 und 2008 blinde Mäuse wieder sehend gemacht. Dazu brachten sie Channelrhodopsin in Nervenzellen der Netzhaut von Mäusen ein, die aufgrund eines Gendefekts keine Lichtsinneszellen ausbilden können. Die Tiere konnten nach dieser Behandlung zumindest wieder zwischen hell und dunkel unterscheiden. Möglicherweise können auch Menschen mit einer Erkrankung der Netzhaut - der so genannten Makula-Degeneration - durch eine Gentherapie mit Channelrhodopsinen zumindest einen Teil ihrer Sehkraft wieder erlangen.

Die Verleihung des K. J. Zülch-Preises findet am 7. September 2012 im Hansasaal des Historischen Rathauses zu Köln statt.

Prof. Dr. Peter Hegemann ist außerdem einer der Organisatoren der nächsten Dahlem Konferenz, bei der sich die Pioniere der Optogenetik aus Biophysik, Biochemie, Neurowissenschaften, Genetik und klinischer Neurologie an der Freien Universität treffen, um über realistische Chancen und mögliche Risiken dieses sich rasant entwickelnden Forschungsgebietes zu diskutieren. Journalisten können Interviewtermine mit einzelnen Teilnehmern vereinbaren oder an der öffentlichen Sitzung am Dienstag, 4. September um 20 Uhr im Henry-Ford-Bau der Freien Universität, Garystraße, Berlin-Dahlem teilnehmen. Die Fachtagung wird von der VolkswagenStiftung finanziert.
WEITERE INFORMATIONEN
Prof. Peter Hegemann
Humboldt-Universität zu Berlin
Institut für Biologie
Tel: 030 2093-8830
E-Mail: angela.piater@rz.hu-berlin.de (Sekr.)

Constanze Haase | idw
Weitere Informationen:
http://www.hu-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht 1,5 Mio. Euro für das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW)
05.12.2016 | Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg

nachricht 4,6 Mio. Euro für Cloud Computing-Gemeinschaftsprojekt „Cloud Mall BW“
05.12.2016 | Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden «Krebssignatur» in Proteinen

05.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Wichtiger Prozess für Wolkenbildung aus Gasen entschlüsselt

05.12.2016 | Geowissenschaften

Frühwarnsignale für Seen halten nicht, was sie versprechen

05.12.2016 | Ökologie Umwelt- Naturschutz