Chemienobelpreis 2009 für die Entschlüsselung des inneren Aufbaus der Ribosomen

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Veröffentlicht: 12:34, 9. Okt. 2009 (CEST)
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Schematische Darstellung der Arbeitsabläufe in einem Ribosom
Ada Yonath

Stockholm (Schweden), 09.10.2009 – Venkatraman Ramakrishnan (Vereinigtes Königreich), Thomas A. Steitz (USA) und Ada E. Yonath (Israel) sind die diesjährigen Preisträger des Chemienobelpreises. Ihre Forschungen ergänzten sich dabei, die innere Struktur der Ribosomen, eines Zellorganells, aufzuklären.

Ribosomen sind sozusagen die Proteinfabriken im Innern jeder Zelle. Sie dekodieren die Sequenzen von Aminosäuren auf der Boten-RNA, die Kopien der Informationen auf den Chromosomen im Zellkern sind (genauer: der Gene auf den Chromosomen). Die Reihenfolge der Aminosäuren ist entscheidend für die spätere Struktur und Funktion der körpereigenen Proteine, die die Stoffwechselvorgänge im Körper der Lebewesen steuern beziehungsweise selbst Teil des Stoffwechselprozesses sind. Dazu gehören Enzyme, die unsere Verdauung erst ermöglichen, oder das Hämoglobin, das den roten Farbstoff unseres Blutes bildet und ohne das das Blut keinen Sauerstoff binden könnte. Jede Zelle verfolgt dabei ihr eigenes Programm, das vom Zellkern aus gesteuert wird.

Aufgrund dieser zentralen Bedeutung der Ribosomen als Proteinfabriken galt ihnen schon lange die Aufmerksamkeit der Wissenschaft. Das Problem dabei: Wie soll man hineinsehen? Die Lösung bestand in einem neuen Verfahren, der Röntgenkristallographie. Ada Yonath begann bereits in den 1960-er Jahren an diesem Verfahren zu arbeiten. Dabei wird eine Gewebeprobe kristallisiert und anschließend mit Röntgenstrahlen beschossen. Die Röntgenstrahlen werden dabei in charakteristischer Weise abgelenkt. Diese Wechselwirkung ermöglicht die Entwicklung einer bildlichen Darstellung des Inneren der Ribosomen – theoretisch. Entscheidend ist die Kenntnis des Winkels, in dem die Röntgenstrahlen abgelenkt werden. An dieser Stelle kam die Forschungsarbeit von Thomas Steitz, der heute an der Yale Universität in New Haven (USA) arbeitet, ins Spiel. Ihm gelang es durch den Vergleich mit elektronenmikroskopischen Bildern der Ribosomen, die Phasenwinkel der abgelenkten Röntgenstrahlen zu ermitteln. So gelang es schließlich, die ersten Strukturmodelle von Ribosomen herzustellen. Dabei konzentrierte sich Steitz zunächst auf die größere Untereinheit der Ribosomen. Die Aufklärung der inneren Struktur der kleineren Untereinheit gelang dann dem indisch-britischen Wissenschaftler Venkatraman Ramakrishnan, der am MRC Laboratorium für Molekularbiologie in Cambridge (Großbritannien) arbeitet.

Dabei ist das Verständnis des inneren Aufbaus der Ribosomen nicht nur von rein theoretischem Interesse, sondern von enorm praktischer Bedeutung. So können beispielsweise die im Innern von Bakterien arbeitenden Ribosomen, die für den Menschen schädliche Proteine erzeugen, gezielter durch maßgeschneiderte Antibiotika angegriffen werden.

Für diesen Einblick in die Übersetzungsleistung der Ribosomen wurden die drei beteiligten Wissenschaftler gestern mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.

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Quellen