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Entedeckung des Genschere CRISPR/Cas

08.10.2020 • 10:09 Uhr / 7 Minuten Lesezeit
Emmanuelle Charpentier (Frankreich) und Jennifer Doudna (USA)
Emmanuelle Charpentier (Frankreich) und Jennifer Doudna (USA) AFP

Charpentier und Doudna mit Chemie-Nobelpreis ausgezeichnet.

Der Nobelpreis für Chemie 2020 geht an die beiden Biochemikerinnen Emmanuelle Charpentier (Frankreich) und Jennifer Doudna (USA). Wie die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften heute, Mittwoch, in Stockholm bekannt gab, erhalten sie die heuer mit zehn Millionen Schwedischen Kronen (rund 950.000 Euro) dotierte Auszeichnung „für die Entwicklung einer Methode zur Bearbeitung des Genoms“ – konkret die Genschere CRISPR/Cas9.

Als „Werkzeug, um den Code des Lebens neu zu schreiben“ beschrieb das Nobelkomitee die von Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna entwickelte Genschere CRISPR/Cas9. Mit ihr könnten Forscher die DNA von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen mit höchster Präzision verändern. „Diese Technologie hat einen revolutionären Einfluss auf die Biowissenschaften gehabt, sie trägt zu neuen Krebstherapien bei und könnte den Traum von der Heilung von Erbkrankheiten wahr werden lassen.“

Charpentier hatte „Heureka-Moment“ über Funktion der Genschere bei ihrer Arbeit in Wien

„In diesem genetischen Werkzeug steckt eine enorme Kraft, die uns alle betrifft. Es hat nicht nur die Grundlagenwissenschaft revolutioniert, sondern hat auch zu innovativen Nutzpflanzen geführt und wird zu bahnbrechenden neuen medizinischen Behandlungen führen“, erklärte Claes Gustafsson, Vorsitzender des Nobelkomitees für Chemie.

Charpentier, Direktorin am Berliner Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie, arbeitete von 2002 bis 2009 an der Uni Wien bzw. den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) der Uni Wien und der Medizinischen Universität Wien, wo sie einen relevanten Teil der Entwicklungsarbeit für die Genschere durchführte. Die Forscherin meinte einmal, sie habe einen „Heureka-Moment“ in Wien gehabt, wie die Genschere funktioniert. Unter anderem mangels Karriereperspektiven in Wien wechselte sie aber 2009 an die Universität Umea (Schweden). 2012 veröffentlichte sie mit Doudna, die an der University of California in Berkeley (USA) arbeitet, die Anleitung für den Schneidemechanismus im Fachjournal „Science“.

Seither sei der Gebrauch „eines der schärfsten Werkzeuge der Gentechnologie“, so das Nobelkomitee, explodiert. Es habe zu vielen wichtigen Entdeckungen in der Grundlagenforschung beigetragen, Forscher seien in der Lage, Nutzpflanzen zu entwickeln, die Schimmel, Schädlingen und Dürre widerstehen. In der Medizin würden klinische Versuche mit neuen Krebstherapien laufen, und der Traum, Erbkrankheiten heilen zu können, stehe kurz vor seiner Erfüllung. „Diese genetische Schere hat die Biowissenschaften in eine neue Epoche geführt und bringt in vielerlei Hinsicht den größten Nutzen für die Menschheit“, betonte man in Stockholm.

Charpentier „überrascht“ von „unrealem“ Anruf

Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna galten schon länger als Favoritinnen für den Nobelpreis. Trotzdem zeigte sich Charpentier in einer ersten Reaktion „überrascht“ von dem „unrealen“ Anruf des Generalsekretärs der Königlich-Schwedischen Akademie der Wissenschaften, Göran Hansson, am Mittwoch. Sie erinnerte sich in dem Gespräch, auf dem Weg von ihrer langjährigen Arbeit in Wien nach Umea (Schweden) „wirklich entschieden“ zu haben, sich auf die Genschere zu fokussieren.

Sie sei dann nach Schweden gegangen, weil sie davon ausging, dass dort ein Verständnis dafür bestehe, „was ich tun möchte“. Die Arbeit habe aber schon 2007 an den Max F. Perutz Laboratories der Uni Wien begonnen, sagte Charpentier, die sich nun mit Doudna den Chemie-Nobelpreis teilt. Den Weg zu der einflussreichen Arbeit aus dem Jahr 2012 beschrieb sie als extrem arbeitsreich. Der Prozess sei „wirklich eine sehr einzigartige Zeit“ gewesen.

Die Autoren der Arbeit hätten sich quasi rund um die Uhr ausgetauscht. Dazu gehörte auch Krzysztof Chylinski, der einst als Doktorand im Labor von Charpentier in Wien entscheidend an den Experimenten zum CRISPR/Cas9-System beteiligt war, und heute noch am Vienna Biocenter tätig ist. „Wir waren den ganzen Tag und die ganze Nacht wach“, so Charpentier.

Sie habe sich immer darum bemüht, Voraussetzungen zu schaffen, „um sinnvolle Genetik zu machen“ und „Werkzeuge zu liefern, um menschliche Erkrankungen besser zu verstehen“. Sie hoffe nun, dass die Genschere auch zur Krankheitsbekämpfung eingesetzt wird.

Dass der Preis heuer an zwei Frauen geht, wertete Charpentier, die sich in erster Linie als Wissenschafterin betrachtet, als hoffentlich „sehr starkes Signal“ für junge Frauen. Es zeige, dass „Frauen in der Wissenschaft auch große Preise“ bekommen können.

Zum Verständnis des „Codes des Lebens“ brauche die Genetik auch „Werkzeuge, um Veränderungen daran vorzunehmen“. Genau diese hätten die beiden Forscherinnen geliefert, betonte der Vorsitzende des Nobelkomitees für Chemie, Claes Gustafsson. Für ihn bergen die Erkenntnisse „enorme Kraft, die wir aber auch mit großer Sorgfalt verwenden müssen“, so der Wissenschafter.

Die Chemie-Nobelpreisträger seit 2010

2019: Der US-Forscher John Goodenough, der Brite Stanley Whittingham und der Japaner Akira Yoshino für die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien.

2018: Die US-Amerikanerin Frances Arnold, ihr Landsmann George Smith und der Brite Gregory Winter haben Methoden entwickelt, mit denen es möglich ist, etwa Biokraftstoffe, Arzneimittel und therapeutisch wirkende Antikörper umweltfreundlich herzustellen.

2017: Der Schweizer Jacques Dubochet, der Deutsch-Amerikaner Joachim Frank und der Brite Richard Henderson für die Kryo-Elektronenmikroskopie. Damit lassen sich Biomoleküle im Detail untersuchen – sie zeigt etwa dreidimensionale Bilder von Proteinen.

2016: Der Franzose Jean-Pierre Sauvage, der gebürtige Brite James Fraser Stoddart und der Niederländer Bernard Feringa. Sie bauten aus nur wenigen Molekülen etwa künstliche Muskeln und ein Mini-Auto.

2015: Tomas Lindahl (Schweden), Paul Modrich (USA) und Aziz Sancar (USA/Türkei), die Erbgut-Reparatursets beschrieben hatten. Diese Erkenntnisse dienen unter anderem zur Suche nach Krebsmedikamenten.

2014: Der Deutsche Stefan Hell sowie die US-Amerikaner Eric Betzig und William Moerner für die Erfindung superauflösender Mikroskope. Damit kann man in lebende Zellen blicken und Abläufe bei Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson beobachten.

2013: Martin Karplus (USA), Michael Levitt (USA/Grossbritannien) und Arieh Warshel (USA/Israel) für Methoden, mit denen sich auch komplexe chemische Reaktionen virtuell nachvollziehen lassen.

2012: Robert Lefkowitz und Brian Kobilka aus den USA für die Entdeckung von Rezeptoren, die zahlreiche Signale von außen in die Körperzellen übermitteln.

2011: Dan Shechtman (Israel), der Quasikristalle entdeckt hatte, die zuvor von vielen Chemikern für unmöglich gehalten wurden.

2010: Richard Heck (USA) sowie die Japaner Ei-ichi Negishi und Akira Suzuki, die komplexe Substanzen aus Kohlenstoff herstellten. Sie bauten so unter anderem natürliche Wirkstoffe gegen Krebs nach.