Medizin-Nobelpreis 2026 für Optogenetik: Zwei deutsche und ein US-amerikanischer Forscher ausgezeichnet
Peter Hegemann (Humboldt-Universität Berlin), Georg Nagel (Universität Würzburg) und Karl Deisseroth (Stanford University) erhalten den Nobelpreis Medizin. Ihre Arbeiten legten die Grundlage für die Optogenetik, mit der sich Nervenzellen gezielt durch Licht steuern lassen. In der Augenheilkunde wird der Ansatz erforscht, um bei fortgeschrittenen Netzhauterkrankungen wie Retinitis pigmentosa verbliebene Netzhautzellen lichtempfindlich zu machen und so Sehfunktionen teilweise wiederherzustellen.
Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2026 geht an die beiden deutschen Biophysiker Peter Hegemann und Georg Nagel sowie den US-amerikanischen Neurowissenschaftler und Psychiater Karl Deisseroth. Ausgezeichnet werden ihre Entdeckungen zu lichtgesteuerten Ionenkanälen und zur Optogenetik. Die Methode ermöglicht es, die Aktivität bestimmter Nervenzellen im lebenden Gehirn gezielt mit Licht zu steuern. Dadurch können Forschende untersuchen, welche Rolle einzelne Nervenzellen und neuronale Netzwerke für Erinnerungen, Gefühle und Verhaltensweisen spielen.
Wie das Gehirn Gefühle, Verhalten und Körperfunktionen steuert, ist bis heute nicht vollständig geklärt. Bereits im 20. Jahrhundert untersuchten Forschende, welche Hirnareale mit bestimmten Funktionen verbunden sind. Die damaligen Methoden erlaubten es jedoch nur eingeschränkt, die Aktivität definierter Nervenzellen gezielt zu beeinflussen und so kausale Zusammenhänge zu untersuchen. „Die Optogenetik eröffnet Möglichkeiten, das Gehirn auf eine Weise zu kartieren, von der wir früher nur träumen konnten“, sagt Per Svenningsson, Vorsitzender des Nobelkomitees für Physiologie oder Medizin.
Alge als Ausgangspunkt
Am Anfang stand die Frage, wie die einzellige Grünalge Chlamydomonas Licht wahrnimmt und sich in Richtung einer Lichtquelle bewegt. Peter Hegemann untersuchte diesen Mechanismus. Gemeinsam mit Georg Nagel erforschte er lichtempfindliche Proteine aus der Alge, darunter Kanalrhodopsin-2. Dabei handelt es sich um einen lichtgesteuerten Ionenkanal in der Zellmembran.
Wird das Protein mit blauem Licht bestrahlt, öffnet sich der Kanal. Positiv geladene Ionen strömen in die Zelle und verändern deren elektrisches Membranpotenzial. In Nervenzellen kann diese Veränderung Aktionspotenziale auslösen. Hegemann und Nagel zeigten, dass sich das Protein auch in anderen Zelltypen einsetzen lässt, um deren elektrische Aktivität lichtabhängig zu beeinflussen.
Lichtschalter für Nervenzellen
Karl Deisseroth übertrug diese Erkenntnisse auf die neurowissenschaftliche Forschung. 2005 brachte sein Team das Gen für Kanalrhodopsin-2 in kultivierte Nervenzellen von Ratten ein. Durch Bestrahlung mit blauem Licht gelang es, gezielt Nervensignale auszulösen. Zwei Jahre später zeigte Deisseroth, dass sich die Methode auch im Gehirn lebender Mäuse einsetzen lässt.
Die Optogenetik verbreitete sich rasch weltweit und entwickelte sich zu einem wichtigen Werkzeug der neurowissenschaftlichen Forschung. Mit ihrer Hilfe konnten Forschende neuronale Schaltkreise untersuchen, die an bestimmten Erinnerungen, Gefühlen und Verhaltensweisen beteiligt sind. Die Methode trägt auch dazu bei, die Grundlagen neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen besser zu verstehen.
Anwendung bei Retinitis pigmentosa
Darüber hinaus werden optogenetische Ansätze für mögliche klinische Anwendungen erforscht. Bei Menschen mit Retinitis pigmentosa wird beispielsweise untersucht, ob sich durch das Einbringen lichtempfindlicher Proteine in verbliebene Netzhautzellen ein Teil des Sehvermögens wiederherstellen lässt. Solche Ansätze befinden sich noch in der klinischen Entwicklung.
Die Preisträger
Karl Deisseroth, geboren 1971, promovierte 1998 in Neurowissenschaften an der Stanford University und erwarb dort 2000 seinen medizinischen Abschluss. Er ist Professor für Bioengineering sowie für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften an der Stanford University und Forscher am Howard Hughes Medical Institute.
Peter Hegemann, geboren 1954, promovierte 1984 am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried. Dort entstanden auch die mit dem Nobelpreis gewürdigten Entdeckungen. Heute ist er Hertie-Seniorprofessor für Neurowissenschaften an der Humboldt-Universität zu Berlin.
Georg Nagel, geboren 1953, promovierte 1988 an der Universität Frankfurt. Seine ausgezeichneten Arbeiten entstanden am Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt. Er ist Professor für Molekulare Pflanzenphysiologie an der Universität Würzburg.
Quelle: Karolinska Institutet