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Wiley-Preis für Biomedizin für Peter Hegemann

Prof. Peter Hegemann, Professor für experimentelle Biophysik am Institut für Biologie der Humboldt-Universität, erhält zusammen mit Prof. Georg Nagel (Würzburg) und Prof. Ernst Bamberg (Frankfurt) den diesjährigen Wiley Prize in Biomedical Sciences für die gemeinsame Entdeckung von lichtaktivierbaren Ionenkanälen, den Channelrhodopsinen.

Ionenkanäle sind Transporter elektrisch geladene Teilchen, die Ionen, durch Membransysteme der Zelle. Sie werden reguliert durch Spannungsänderungen oder interne oder externe Signale. Rhodopsine sind spezielle Membranproteine, die als Lichtsensoren fungieren. Normalerweise steuern sie über biochemische Signalketten zelluläre Prozesse wie beispielsweise unseren Sehprozess.

Die Channelrhodopsin-Proteine ChR1 und ChR2 sind Rhodopsine mit internen Kanaleigenschaften. Sie wurden ursprünglich in der einzelligen grünen Alge Chlamydomonas reinhardtii entdeckt, wobei sich gezeigt hat, dass sie am Prozess der Phototaxis, der Bewegung der Algen Richtung einer Lichtquelle oder von ihr weg, beteiligt sind. Peter Hegemann hat in seiner Arbeitsgruppe Bewegungsreaktionen und elektrische Prozesse der Alge über viele Jahre studiert und die Existenz von lichtaktivierten Ionenkanälen postuliert. In seiner Arbeitsgruppe wurden in Genomdatenbanken der Alge die DNA-Sequenzen für zwei Rhodopsine identifiziert. In enger Zusammenarbeit mit Georg Nagel und Ernst Bamberg konnten die lichtaktivierten Kanaleigenschaften der heute als Channelrhodopsine bezeichneten Proteine nachgewiesen werden.

Channelrhodopsine können jedoch auch in andere erregbare Zellen wie in Neuronen eingeführt werden. Sie ermöglichen unter Verwendung von Lichtstimulation mit bisher unbekannter zeitlicher und räumlicher Auflösung die Untersuchung neuronaler Netzwerke in Zellkulturen sowie in lebenden Tieren. Damit lassen sich Funktionen von einzelnen Zellen oder Zelltypen und die Verknüpfung dieser Zellen studieren. Hierzu bestehen intensive Kooperationen der Humboldt-Universität mit der Gruppe von Karl Deisseroth an der Stanford Universität, USA.

Die Entdeckung der Channelrhodopsine hat das neue Forschungsgebiet der Optogenetik erweitert und bestärkt. Channelrhodopsine bieten auch ein großes Potenzial im Bereich biomedizinischer Anwendungen wie beispielsweise bei der Wiederherstellung der Sehfunktion und der optischen Tiefenhirnstimulation zur Behandlung von Parkinson und anderen Krankheiten anstelle der invasiveren elektrodenbasierten Behandlungen.

Mit dem Wiley Prize in Biomedical Sciences würdigt die Wiley-Stiftung seit 2001 Spitzenforscher, die neue Forschungsfelder eröffnet oder neue Konzepte oder deren Anwendungen in einer speziellen biomedizinischen Disziplin vorangebracht haben.

Der Preis wird Prof. Hegemann, Prof. Georg Nagel und Prof. Ernst Bamberg am 9. April in der Rockefeller University in New York City verliehen. (HU Berlin)