Der Medizinnobelpreis 2013 geht an die drei in den USA forschenden Zellbiologen Randy Schekman, James Rothman und Thomas Südhof, die wichtige Transportmechanismen in den Zellen aufgeklärt haben. Zwar war schon länger bekannt, dass Hormone, Neurotransmitter und auch Zytokine in kleinen Bläschen – sogenannten Vesikeln – durch die Zellen transportiert werden. Die drei Preisträger haben aber mit ihren Forschungsarbeiten maßgeblich aufgeklärt, wie dies genau funktioniert, und wie der Transportprozess in der Zelle reguliert wird.



Randy Schekman (Universität von Kalifornien in Berkeley) hat bereits in den siebziger Jahren die genetischen Grundlagen des zellulären Transportsystems erforscht und in Zellen der Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) die für die Regulierung des intrazellulären Vesikeltransports erforderlichen Gene identifiziert. Hier entdeckte er drei verschiedene Klassen von Genen, die unterschiedliche Bereiche des Transportsystems regulieren.

James Rothman (Yale Universität in New Haven) beschrieb die Proteine, die dafür verantwortlich sind, dass die Vesikel nach ihrem Transport durch die Zelle an der richtigen Stelle der Zellmembran andocken und somit auch an der richtigen Stelle den jeweiligen Botenstoff abgegeben. Hierzu verbinden sich die zueinander passenden Proteine in der Vesikelhülle und am Zielort miteinander, so dass eine zielgerichtete Lieferung gewährleistet ist. Nach der Bindung verschmilzt die Vesikelmembran mit der Membran der Zelle; dadurch wird der Vesikelinhalt auf der anderen Seite der Zelle freigesetzt.

Der gebürtige Deutsche Thomas Südhof (Stanford-Universität in Palo Alto) hat sich auf den Vesikeltransport in Nervenzellen spezialisiert, in denen Neurotransmitter transportiert werden, um neuronale Signale an Nachbarzellen weiterzugeben. Südhof hat untersucht, wie dieser Vorgang von einem Proteinkomplex reguliert wird, und er hat insbesondere die Rolle von Kalziumionen und ihre Wirkung auf die Proteine analysiert. Er entdeckte, dass dies die Basis für einen präzisen zeitlichen Ablauf der Signalweiterleitung im Gehirn darstellt.

Die Grundlagenforschung der drei Preisträger hat auch zu einem verbesserten Verständnis darüber geführt, dass Störungen im zellulären Transportsystem zu Krankheiten führen können. Dies ist beispielsweise bei Epilepsie, Diabetes Typ 2 und auch bei einigen durch Krankheitserreger hervorgerufene Infektionen der Fall. Bei Diabetes Typ 2 ist beispielsweise sowohl die Ausschüttung von Insulin aus den Zellen der Bauchspeicheldrüse beeinträchtigt als auch infolgedessen der Transport von Glukose in Muskel- und Fettgewebe, der durch Insulin gesteuert wird. Ein anderes Beispiel ist Botulismus, eine durch das Bakterium Clostridium botulinum verursachte Lebensmittelvergiftung, die auf einer Blockade im zellulären Transportgeschehen basiert und tödlich verlaufen kann.

Auch die dem diesjährigen Medizinnobelpreis zugrunde liegenden Forschungsarbeiten wären ohne die modernen Methoden der Molekular- und insbesondere der Zellbiologie undenkbar gewesen. Der Preis wird traditionsgemäß am 10. Dezember 2013, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel vom schwedischen König Carl Gustaf in Stockholm verliehen. Er ist mit umgerechnet circa 920.000 Euro (8 Millionen schwedische Kronen) dotiert.