Bei der Weiterleitung von Nervensignalen werden in Sekundenbruchteilen Kanäle an der Oberfläche von Nervenzellen geöffnet und geschlossen, die geladene Teilchen (Ionen) passieren lassen. "Diese Entdeckung ist grundlegend für das Verständnis der Prozesse des Lebens, nicht nur in Menschen und höheren Lebewesen, sondern auch in Bakterien und Pflanzen", erklärte Bengt Norden, der Vorsitzende des Nobelkomitees. Den Nobelpreis erhalten der 54-jährige Amerikaner Peter Agre, der an der Johns Hopkins University School of Medicine in Baltimore arbeitet, und sein 47-jähriger Landsmann Roderick MacKinnon, der an der Rockefeller Universität in New York am Medizinischen Institut Howard Hughes tätig ist.

Kleine Kanäle

Die Entdeckungen gäben einen Einblick darin, wie zum Beispiel die Niere Wasser aus dem Primärurin zurückgewinne und wie die elektrischen Signale in unseren Nervenzellen erzeugt und transportiert würden, erklärte das Nobelkomitee. Dies habe große Bedeutung für das Verständnis einer Reihe von Krankheiten in Niere, Herz, Muskeln und Nervensystem. Dass die Zellen des Körpers spezifische Kanäle für den Transport von Wasser besitzen müssten, ahnte man schon zu Mitte des 19. Jahrhunderts. Aber erst 1988 gelang es Agre, ein Membranprotein zu isolieren, von dem er gut ein Jahr später erkannte, dass dieses der lange gesuchte Wasserkanal sein musste.

Diese entscheidende Entdeckung öffnete die Tür zu einer ganzen Reihe von biochemischen, physiologischen und genetischen Studien an Wasserkanälen in Bakterien, Pflanzen und Säugetieren. Heute können die Forscher einem Wassermolekül auf seinem Weg durch die Zellmembran folgen und verstehen, warum nur Wasser aber keine anderen kleinen Moleküle oder Ionen hindurchdringen können.

"Ich bin überwältigt"

MacKinnon wurde für seine Erkenntnisse zu einer anderen Art der Membrankanäle geehrt, den Ionenkanälen. Er überraschte die Wissenschaftswelt 1998, als es ihm gelang, die räumliche Struktur eines Kaliumkanals zu bestimmen. Die Forscher können dank seiner Arbeit nun die Ionen durch Kanäle strömen "sehen", die mittels verschiedener Signale in der Zelle geöffnet und geschlossen werden können. Ionenkanäle sind unter anderem für die Funktion des Nervensystems und der Muskeln wichtig.

Die beiden Forscher teilen sich das Preisgeld von insgesamt zehn Millionen schwedischen Kronen (1,1 Millionen Euro). "Ich bin überwältigt", sagte Agre in einer ersten Reaktion. "So etwas kann man nicht planen." MacKinnon war zunächst nicht zu erreichen. Im vergangenen Jahr ging der Preis an Kurt Wüthrich, John Fenn und Koichi Tanaka, die Techniken zur Identifizierung und Analyse von Proteinen entwickelten hatten. Diese revolutionierten die Suche nach neuen Medikamenten und Diagnosemethoden. (fro)