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Medizin-Nobelpreis: Kontrolle des Zellzyklus

Dtsch Arztebl 2001; 98(41): A-2605 / B-2237 / C-2081

Koch, Klaus

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Seeigel gehören nicht unbedingt zu den Lebewesen, von denen man sich bahnbrechende medizinische Entdeckungen versprechen würde. Doch in diesem Jahr stehen diese Organismen hinter dem Nobelpreis für Medizin und Physiologie, den der US-Forscher Leland H. Hartwell sowie die Briten Timothy Hunt und Paul M. Nurse erhalten. Die drei
haben in Hefepilzen und Seeigeln Grundelemente der molekularen Maschinerie identifiziert, mit der Zellen ihre Teilung steuern – dem Phänomen, aus dem aus einer Eizelle nach und nach ein menschlicher Körper mit 100 Billionen Zellen entsteht.
Die Adressen der drei Forscher geben bereits einen Hinweis, wo der Bezug zwischen Seeigel und Medizin liegt: Hartwell ist Präsident des Fred Hutchinson Cancer Research Centers in Seattle, Nurse und Hunt arbeiten beim Imperial Cancer Research Fund in London. „Wir wissen heute, dass die Regulationsprinzipien der Zellteilung, die die drei entdeckt haben, in den meisten Tumoren außer Kraft gesetzt sind“, sagt Dr. Cornelia Dietrich von der Universität Mainz. Die Folge ist: Zellen teilen sich, obwohl sie es nicht sollten.
Normalerweise ist der Prozess der Zellteilung streng reguliert. Kurz nachdem eine Zelle aus einer Teilung hervorgegangen ist, startet der Zyklus mit einer Wachstumsphase. Wenn die Zelle eine bestimmte Schwelle überschritten hat, beginnt sie ihr Erbgut zu verdoppeln. Schließlich folgt vor der eigentlichen Teilung eine dritte Phase der Qualitätskontrolle. Um Details über diesen Kreislauf herauszufinden, hatte Leland Hartwell Anfang der 70er-Jahre erste Hefestämme isoliert, in denen solche Gene defekt waren, die die Zellteilung regulieren. Bis heute hat er mehr als 100 derartiger Gene identifiziert. Abkömmlinge dieser Gene tun auch in den Zellen von Pflanzen, Tieren und Menschen ihren Dienst. Paul Nurse klärte in einer anderen Hefe die Funktion einiger der von Hartwell identifizierten Gene auf. Er konzentrierte sich auf die cyclinabhängigen Kinasen (CDK). Diese Schlüsselmoleküle wachen über Anfang, Dauer und Ende jeder der Phasen im Leben einer Zelle. Nurse fand heraus, dass diese Moleküle normalerweise inaktiv in einem Ruhezustand verharren, aber zu bestimmten Zeiten aktiviert werden und dann eine Zeit lang Kaskaden neuer Stoffwechselprozesse in Gang setzen können. Der dritte Forscher, Tim Hunt, entdeckte in den frühen 80er-Jahren in Seeigeln das erste Molekül, das die ruhenden CDKs aus ihrem Schlaf erwecken kann: Zellen beginnen in bestimmten Phasen diese Cycline herzustellen, die sich an die CDKs anheften und sie aktivieren. Danach werden die Cycline wieder zerstört. Klaus Koch
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