Stefan Hell und Erwin Neher werden Ehrenmitglieder der International Union of Physiological Sciences

Drei Ehrenmitglieder hat die International Union of Physiological Sciences (IUPS) in diesem Jahr ernannt, darunter zwei Wissenschaftler am Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie in Göttingen: die Nobelpreisträger Stefan Hell und Erwin Neher. Beide wurden für bahnbrechende Forschungsarbeiten mit großer Bedeutung für das Gebiet der Physiologie ausgezeichnet.

„Ich fühle mich geehrt, dass mich die IUPS in den Kreis der Honorary Fellows berufen hat“, sagt Hell, Direktor der Abteilung NanoBiophotonik am MPI für biophysikalische Chemie. Emeritus-Direktor Neher, Leiter der Emeritus-Gruppe Membranbiophysik am Institut, fügt hinzu: „Da ich in den späten 1980er-Jahren Vizepräsident der IUPS war und mich der Gesellschaft sehr verbunden fühle, freut mich diese Auszeichnung besonders.“ Neben Hell und Neher wurde auch der Nobelpreisträger Peter C. Agre von der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health (USA) in den Kreis der IUPS-Ehrenmitglieder aufgenommen.

Schärfer geht es nicht

Mit der von ihm entwickelten STED-Mikroskopie überwand Hell als erster die Beugungsgrenze des Lichts und revolutionierte damit die Fluoreszenz-Lichtmikroskopie. Bis dahin glaubte man, dass die Trennschärfe von Lichtmikroskopen physikalisch auf etwa 200 Nanometer (Millionstel Millimeter) begrenzt sei. STED erreichte erstmals eine Auflösung von bis zu 20 Nanometern, rund zehn Mal schärfer als herkömmliche Mikroskope. Für diesen Durchbruch erhielt der Physiker 2014 den Nobelpreis für Chemie. Seither konnte der Max-Planck-Forscher die Auflösung noch einmal um das Zehnfache steigern: Seine weiteren Entwicklungen MINFLUX und MINSTED, die beide auf dem ursprünglichen STED-Prinzip aufbauen, erreichen eine Auflösung von wenigen Nanometern. Damit lassen sich benachbarte Moleküle optisch voneinander trennen – schärfer geht es nicht. So ist es erstmals möglich, einzelne Moleküle in lebenden Zellen lichtmikroskopisch sichtbar zu machen und zu verfolgen. Dies bietet neue Perspektiven für zellbiologische, physiologische und medizinische Fragestellungen.

Hell studierte in Heidelberg Physik. Nach seiner Promotion 1990 forschte er als Postdoktorand am European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg und wechselte 1993 an die Universität von Turku (Finnland). Dort entwickelte er das Prinzip der STED-Mikroskopie. Von Turku wechselte der Physiker 1997 als Leiter einer Max-Planck-Nachwuchsgruppe an das MPI für biophysikalische Chemie in Göttingen, wo er und seine Mitarbeiter*innen die Funktionsweise des Verfahrens nachwiesen und dieses entwickelten. 2002 wurde er am Institut als Direktor berufen und leitet seitdem die Abteilung NanoBiophotonik.  Seit 2016 ist er auch Direktor am MPI für Medizinische Forschung in Heidelberg. Neben dem Chemie-Nobelpreis erhielt er eine Vielzahl weiterer Preise, darunter den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (2008), den Otto-Hahn-Preis für Physik (2009), den Körber-Preis für die Europäische Wissenschaft (2011) und den Kavli-Preis für Nanowissenschaften (2014).

Meilenstein zur Erforschung der Zellkommunikation

Der Physiker Neher entwickelte gemeinsam mit seinem Kollegen Bert Sakmann 1976 eine Methode, mit der sie erstmals den schwachen elektrischen Strom messen konnten, der durch einzelne Ionenkanäle in Nervenzellen fließt – die sogenannte Patch-Clamp-Technik. Dafür wurden die beiden Wissenschaftler 1991 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgezeichnet. Ionenkanäle sind porenbildende Proteine in der äußeren Membran lebender Zellen. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Signalweiterleitung im Nervensystem, sind aber keine reine „Nervensache“. Auch Blut-, Immun- und Leberzellen nutzen Ionenkanäle zur Kommunikation. Die Patch-Clamp-Technik revolutionierte die elektrophysiologische Forschung und wird heute standardmäßig in Labors weltweit eingesetzt. Mithilfe dieser Methode wurde die Ursache einer Reihe von Krankheiten bekannt, die auf fehlerhaft arbeitenden Ionenkanälen beruhen, darunter Mukoviszidose – eine Stoffwechselerkrankung der Bronchien.

Neher studierte ab 1963 Physik an der Technischen Universität München und an der University of Wisconsin/Madison (USA). Nach seiner Doktorarbeit 1970 am MPI für Psychiatrie (heute: MPI für Neurobiologie) in München forschte er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Yale University (USA). Ab 1983 war Neher Direktor am MPI für biophysikalische Chemie und leitete dort die Abteilung Membranbiophysik. Nach seiner Emeritierung im Jahr 2011 setzt er seine Forschung mit einer Emeritusgruppe weiter fort. Neben dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielt Neher zahlreiche weitere Auszeichnungen und Ehrungen, darunter den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (1987).

Über die International Union of Physiological Sciences (IUPS)

Die IUPS vereint als Dachorganisation nationale Gesellschaften aus allen Kontinenten auf dem Gebiet der physiologischen Forschung und hat ihren Sitz in Washington D.C. (USA). Seit ihrer Gründung im Jahr 1953 fördert die Organisation die internationale Wissenschaft auf dem Gebiet der Physiologie und arbeitet daran, politische Barrieren für den Austausch von Physiolog*innen zu überwinden. (is/cr/fk)