// HEISE ONLINE — SPAZIO & SCIENZA
Von der Grünalge zum Hirnschalter: Was hinter dem Medizin-Nobelpreis 2026 steckt
Der Medizin-Nobelpreis 2026 gehört einer Grünalge: Ihr Lichtsensor knipst Nervenzellen an und bringt Blinden womöglich bald ein Stück Sehkraft zurück.
(Bild: The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill. Mattias Karlén)
This article is also available in
English.
It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.
Den Nobelpreis für Medizin 2026 teilen sich Karl Deisseroth, Peter Hegemann und Georg Nagel. Ausgezeichnet wurden ihre Entdeckungen zu lichtgesteuerten Ionenkanälen und die Entwicklung der Optogenetik, einer Methode, mit der sich einzelne Nervenzellen im lebenden Gehirn millisekundengenau an- und ausknipsen lassen. Den Schalter lieferte eine einzellige Alge: Forscher fanden in ihr das Gen für das Protein Channelrhodopsin und schleusten es in Nervenzellen ein. Dass es ausgerechnet aus dem „Auge“ eines Einzellers stammt, ist kein Zufall und weist schon auf eine der spannendsten Anwendungen hin: die Wiederherstellung der Sehkraft.
(Bild: The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill. Mattias Karlén)
Zum Verständnis hilft ein genauer Blick auf die Nervenzelle. Sie kommuniziert mittels elektrischer Impulse. Im Ruhezustand ist das Zellinnere negativ geladen. Strömen positive Ionen wie Natrium von außen hinein, kippt die Spannung, die Zelle „feuert“ und reicht das Signal weiter. Normalerweise regeln spannungsgesteuerte Ionenkanäle das Geschehen.
Die Forscher suchten nach einer Methode, diesen Vorgang künstlich und gezielt auszulösen, ohne die Nachbarzellen zu stören. Die Lösung ist ein Protein, das zugleich Lichtsensor und Ionenkanal ist. Es enthält das Molekül Retinal. Trifft blaues Licht darauf, verbiegt sich das Protein, und die Pore öffnet sich. Positive Ionen strömen, dem elektrochemischen Gefälle folgend, hinein; die Zelle feuert. Geht das Licht aus, schließt sich der Kanal wieder.
Die Idee, Nervenzellen mit Licht zu steuern, ist älter als die Technik. Francis Crick, Mitentdecker der DNA-Doppelhelix, träumte von einem Werkzeug, das nur einen einzigen Zelltyp im Gehirn an- oder ausschaltet. Das ideale Signal wäre Licht, räumte er selbst ein, auch wenn die Idee „weit hergeholt“ klinge. Frühe Versuche ab 1971 mit Laser und Farbstoffen schädigten die Zellen. Spätere Ansätze mit mehreren kombinierten Proteinen oder chemischen Photoschaltern an Ionenkanälen waren entweder zu langsam oder zu umständlich. Gesucht war ein einziges, per Gen einschleusbares Protein, das Licht direkt in Ionenstrom verwandelt.
Den Grundstein legte Peter Hegemann Anfang der 1990er-Jahre am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried. Ihn faszinierte die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii, die zielstrebig auf Lichtquellen zuschwimmt. Navigiert wird sie von einem Augenfleck, einem winzigen orangefarbenen Punkt auf der Zelloberfläche, in dem das lichtfangende Retinal sitzt. Mit Mini-Elektroden konnte Hegemann feststellen, dass schon eine halbe Millisekunde nach dem Lichtreiz ein elektrischer Impuls auftritt. Im menschlichen Auge läuft dagegen eine mehrstufige Signalkette ab, die mindestens zehn Millisekunden braucht, also mehr als 20-mal länger. Hegemanns Verdacht: Bei der Alge erledigt ein einziger Proteinkomplex beides, Licht einfangen und Kanal öffnen. Dafür erntete er zunächst Skepsis, denn einen Ionenkanal, der allein auf Licht reagiert, kannte bis dahin niemand.
Schematische Darstellung der lichtgesteuerten (phototaktischen) Fortbewegung von Chlamydomonas (A). Messung lichtinduzierter Ströme an zellwandlosen Chlamydomonas-Mutanten mithilfe der Saugpipettentechnik (B). Rasch einsetzende lichtinduzierte Ströme bei Chlamydomonas (C).