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StartseiteForschung aktuellWie Eiweiße gemacht werden14.03.2007

Wie Eiweiße gemacht werden

Paul Ehrlich-Preis an Ribosomen-Forscher Yonath und Noller

Medizin. - Der Paul-Ehrlich-Preis gilt als Deutschlands wichtigste Auszeichnung für medizinische Forschung. Die Preisträger sind immer auch heiße Kandidaten für den Medizin-Nobelpreis. In diesem Jahr zeichnet die Jury die israelische Wissenschaftlerin Ada Yonath und den Amerikaner Harry Noller aus, die sich bei jahrzehntelang mit kleinen Zellbestandteilen beschäftigt haben: den Ribosomen.

Von Michael Lange

Harry Noller von der Universität von Kalifornien in Santa Cruz und die Biochemikerin Ada Jonath vom Weizmann Institut der Wissenschaften in Rehovot in Israel mit der Büste von Paul Ehrlich. (AP)
Harry Noller von der Universität von Kalifornien in Santa Cruz und die Biochemikerin Ada Jonath vom Weizmann Institut der Wissenschaften in Rehovot in Israel mit der Büste von Paul Ehrlich. (AP)

Mehr als 20 Forscherjahre hat die Biochemikerin Ada Yonath vom Weizmann-Institut in Israel den Ribosomen gewidmet. Je nach Sichtweise sind das kleinste Strukturen oder riesige Moleküle, die in jeder biologischen Zelle vorkommen. Ihre Aufgabe: Sie produzieren Zigtausende verschiedene Eiweiße, die Proteine - nach den Bauplänen des Erbmoleküls DNA. Ohne Ribosomen gäbe es keine Proteine und somit kein Leben, erklärt Ada Yonath:

" Die Ribosomen lesen eine Sprache aus vier Buchstaben. Das ist die Sprache des Erbgutes. Und sie übersetzen sie in eine Sprache mit zwanzig Buchstaben. In dieser Sprache bauen sie die Proteine zusammen, und die verrichten alle weiteren Aufgaben in der Zelle. Das Erbmolekül DNA wäre ohne Ribosomen nicht mehr als ein Buch voller Anweisungen. "

Die Ribosomen setzen die Anweisungen des Erbmoleküls DNA in die Tat um. Um zu verstehen, wie die Ribosomen das machen, hat Ada Yonath die dreidimensionale Struktur der Ribosomen erforscht. 1979 hat sie damit begonnen. Zunächst musste sie die Ribosomen kristallisieren, um sie dann Röntgenstrahlen auszusetzen. Den entscheidenden Trick zur Kristallisierung hat sich Ada Yonath von Polar-Bären abgeschaut.

" Bären nutzen einen besonderen Mechanismus, wenn sie Winterschlaf halten. Sie inaktivieren ihre Ribosomen, in dem sie sie dicht zusammen packen: Ein Ribosom neben dem anderen, wie in einer Apfelsinenkiste. So bleiben die Ribosomen stabil. Das gleiche mussten wir erreichen, als wir die Ribosomen kristallisiert haben. Da dachte ich mir: Was der Bär kann, das kann ich auch. "

Viele tausend Experimente später im Jahr 2000 war die Struktur ermittelt. Hilfreich waren dabei Erkenntnisse des anderen Ehrlich-Preisträgers: Harry Noller von der Universität von Kalifornien in Santa Cruz. Er hatte die Rolle der RNA in den Ribosomen erforscht. Dieses Molekül ist mit der DNA verwandt und erfüllt zahlreiche Aufgaben in jeder Zelle.

" Damals glaubte man: Proteine allein seien für die biologische Funktion der Ribosomen verantwortlich. Die RNA sah man allenfalls als Informationsträger und Gerüstsubstanz. Unsere Experimente haben dann aber gezeigt, dass die RNA aktiv mitwirkt, wenn die Ribosomen Proteine aufbauen. "

Zu 60 Prozent bestehen die Ribosomen aus RNA und nur zu 40 Prozent aus Protein. Das ist ein wichtiger Hinweis auf die Sonderrolle der RNA bei der Entstehung des Lebens. Möglicherweise gab es eine RNA-Welt bevor die ersten Ribosomen entstanden, so Harry Noller:

" Irgendwann hat die RNA-Welt begonnen kleine Peptide herzustellen. Das sind Bauteile für die größeren Proteine. Wir glauben, dass diese ersten Peptide noch keine selbstständigen Einheiten waren. Sie waren nur Gehilfen. Sie sollten der RNA helfen eine bessere RNA zu werden. "

Damit war der Anfang gemacht. Mit den Ribosomen begann das Leben, wie wir es heute kennen. Obwohl beide Preisträger 67 Jahre alt sind, haben sie ihr Lebenswerk noch nicht abgeschlossen. Sie forschen weiter. Jetzt geht es darum, herauszufinden, wie Ribosomen sich bewegen. Mit Computerhilfe soll ein Film entstehen, der möglichst realitätsnah ein Ribosom in Aktion zeigt. Das könnte dazu beitragen bessere Antibiotika zu entwickeln, hoffen die Preisträger. Denn ein Antibiotikum, dass gezielt nur die Ribosomen bestimmter Bakterien lahm legt, hat weniger Nebenwirkungen.

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