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Medizin-Nobelpreisträger 2001 entschlüsselten die Kontrolle der Zellteilung

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Der Nobelpreis für Physiologie und Medizin geht dieses Jahr an drei Forscher, die entdeckt haben, wie Zellen den Teilungsprozess kontrollieren. Der US-Amerikaner Leland Hartwell und die Briten Tim Hunt und Paul Nurse hätten mit ihren Arbeiten wichtige Impulse unter anderem für die Krebsforschung geliefert, gab das Karolinska-Institut am Montag in Stockholm bekannt.

Der 1939 geborene Hartwell vom Fred Hutchinson Krebs-Forschungszentrum in Seatle entdeckte in den früher 70er-Jahren über hundert Gene in Hefen, die die Zellteilung kontrollieren. Er entwickelte auch die noch heute gültigen Konzepte, wie die Kontrolle funktioniert. So fand der Biologe mehrere „Checkpoints“ im Ablauf der Zellteilung. Wird etwa die Erbsubstanz DNA im Prozess beschädigt, stoppt die Zelle die Teilung, um den Reparatursystemen Zeit zu geben. Solche Kontrollen können Fehlbildungen und Krebs verhindern.



Paul Nurse von der Imperial Krebsforschungs-Stiftung in London führte die genetischen Untersuchungen an der Hefe von Hartwell weiter. Der 1949 Geborene fand in den 70er Jahren ein Kontrolleiweiß, das die verschiedenen Phasen der Zellteilung einleitet und steuert. Ende der 80er Jahre entdeckte er das entsprechende Protein „CDK1“ auch beim Menschen und konnte zeigen, dass es im Rhythmus der Phasen der Zellteilung aktiviert und ausgeschaltet wird.

Die Rhythmusgeber fand der 1943 geborene Tim Hunt, ebenfalls von der Imperial Krebsforschungs-Stiftung, in den frühen 80er-Jahren. In Seeigeln entdeckte er Eiweiße, die im Takt der Zellteilungs-Phasen gebildet und wieder zerstört werden. Die so genannten Cycline steuern dabei die Aktivitätsphasen des Kontrolleiweißes „CDK1“ und damit die Zellteilung. Beim Menschen kennen die Forscher inzwischen bereits zehn Cycline.

Die Arbeiten haben das Verständnis von Krebs verbessert: Fehler bei den „Checkpoints“ der Zellteilung, in den CDK-Molekülen oder den Cyclinen können zur Entartung von Zellen führen. So haben Tumorzellen beim Menschen oft übermäßig viele CDKs und Cycline. Blocker dieser Proteine testen Mediziner bereits in klinischen Versuchen.

Die Zellteilung läuft in immer den gleichen Schritten ab, im so genannten Zellzyklus. Dieser dauert bei Säugetieren zehn bis dreissig Stunden. In der „G1-Phase“ wird die Zelle größer und beginnt in der S-Phase das Erbgut zu verdoppeln. Schließlich bereitet sie sich in der G2-Phase auf die Teilung vor. Beim eigentlichen Teilungsprozess, der Mitosis, werden die Kopien der Chromosomen auseinandergezogen und die neuen Tochterzellen schnüren sich voneinander ab. Die Zellen können jetzt wieder in die G1-Phase übergehen. Einige Zellen, etwa die Nerven im Gehirn, verlassen den Zellzyklus und ruhen in der G0-Phase.


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Marcel Falk
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