Ein Deutscher und zwei Amerikaner werden mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichnet. Sie erhalten den Preis für die Erfindung der superauflösenden Fluoreszenzmikroskopie.

In unabhängigen Forschungsarbeiten haben der deutsche Forscher Stefan Hell und die beiden US-Amerikaner Eric Betzing und William Moerner die Auflösungsgrenzen von Lichtmikroskopen überwunden. Fluoreszierende Moleküle machen es möglich, Vorgänge in Zellen zu verfolgen.

Den Grundstein für den Durchbruch haben die drei Forscher in den 1990ern gelegt. Ihre Methode erlaubt es der Wissenschaft, Krankheiten wie Parkinson oder Alzheimer auf molekularer Ebene zu untersuchen. Die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften gab die Entscheidung am Mittwoch bekannt.

Preis für kleveren Kampf gegen ein Naturgesetz

„Ihre bahnbrechenden Arbeiten haben die optische Mikroskopie in die Nanodimension geführt“, begründete die Akademie die Wahl der Preisgewinner. Für die „Entwicklung der hochauflösenden Fluoreszenz-Mikroskopie“ erhalten die Forscher zusammen 8 Millionen Kronen (1.1 Millionen US-Dollar).

Stefan Hell ist Direktor am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen und forscht am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg. Eric Betzig arbeitet am Howard Hughes Medical Institute und William Moerner ist Professor an der Stanford University in den USA.

„Ich war völlig überrascht und konnte es nicht glauben“, sagte der in Rumänien geborene Hell. „Glücklicherweise habe ich die Stimme von Nordmark wiedererkannt. So habe ich realisiert, dass es wahr ist“, sagte er. Staffan Normark, der Ständige Sekretär der schwedischen Wissenschaftsakademie, gab ihm den Entscheid telefonisch bekannt.

Für eine lange Zeit glaubte die Welt der Wissenschaft, die Auflösung der Lichtmikroskopie sei durch die Wellenlänge des Lichtes begrenzt. Eine Auflösung besser als 200 Nanometer schien unmöglich.

Die drei Wissenschaftler haben das Naturgesetz mit Molekülen ausgetrickst, die auf Befehl leuchten können. Der Fortschritt führte die optische Mikroskopie in eine neue Dimension: Interaktionen zwischen Molekülen in Zellen, wie beispielsweise die Zusammenlagerung von krankmachenden Eiweißen, können mittels der von Hell, Betzig und Moerner entwickelten Methode beobachtet werden.

Für ein tieferes Verständnis von Krankheiten

Hell benutzte die Methode für die Forschung von Nervenzellen und konnte zeigen, wie sich Synapsen zwischen Nervenzellen im Gehirn bilden. Moerner untersuchte Proteine, die mit der huntingtonschen Krankheit in Verbindung gebracht werden, und Betzing wandte die Methode für die Forschung der Zellteilung in Embryos an, so die Akademie.

„Ich bin überzeugt, dass wir dank der Möglichkeit, Details in besserer räumlicher Auflösung wahrzunehmen, in Zukunft neu aufkommende Krankheiten auf zellulärer Ebene viel schneller verstehen können“, sagte Hell. „Jede Krankheit kann grundsätzlich auf einen Defekt in der Zelle zurückgeführt werden. Um eine Krankheit verstehen zu können, muss zuerst die Zelle und die Fehlfunkton verstanden werden.“

Hohe Auflösungen waren bisher anderen Mikroskopietechniken vorbehalten und in der traditionellen Lichtmikroskopie unmöglich. Elektronenmikroskope beispielsweise ermöglichen die Darstellung von noch kleineren Details – allerdings kann die Methode nicht für lebende Zellen angewendet werden.

„Die neue Technik ermöglicht plötzlich die Forschung von Details, von denen wir vorher nur träumen konnten. Noch vor 15 Jahren glaubte die Wissenschaft, es sei unmöglich, diese Barriere zu überwinden“, sagte Nobel-Komitee-Mitglied Claes Gustafsson.

Physiknobelpreis: blaue LED

Die Bekanntgabe der diesjährigen Nobelpreise begann am Montag mit der Verleihung des Medizinnobelpreises an den britisch-amerikanischen Wissenschaftler John O'Keefe und das norwegische Forscherpaar May-Britt Moser und Edvard Moser. Sie wurden für ihre Forschung an Hirnzellen für ein besseres Verständnis von Krankheiten wie Alzheimer geehrt.

Am Dienstag erhielten die Japaner Isamu Akasaki und Hiroshi Amano und der amerikanische Wissenschaftler Shuji Nakamura den Physiknobelpreis für die Entwicklung von blauen Leuchtdioden (LED). Diese Erfindung machte die breite Anwendung der LED-Technologie als Beleuchtungsquelle für Räume ebenso wie Bildschirme von Fernsehen und Smartphones erst möglich.

Der Gewinner des Nobelpreises für Literatur wird heute Donnerstag bekannt gegeben, gefolgt vom Friedensnobelpreis am Freitag und dem Preis für die Wirtschaft am Montag. Die Preise werden während der Zeremonie am 10. Dezember überreicht; dem dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel.