Nobel z medycyny 2026. Karl DEISSEROTH, Peter HEGEMANN i Georg NAGEL

Karl Deisseroth, Peter Hegemann i Georg Nagel otrzymali Nagrodę Nobla z fizjologii lub medycyny za 2026 rok. Wyróżniono ich za odkrycia dotyczące kanałów jonowych aktywowanych światłem oraz optogenetyki. Ich prace umożliwiły precyzyjne pobudzanie wybranych komórek nerwowych i badanie, jak wpływają one na pamięć, emocje oraz zachowanie.

.Decyzję ogłoszono 5 października w Sztokholmie. Nagrodę przyznało Zgromadzenie Noblowskie przy Instytucie Karolinska. Laureatów połączyły badania nad światłoczułymi białkami, choć każdy z nich dochodził do tego zagadnienia z innej strony: psychiatrii, biochemii lub biofizyki.

Początkiem odkryć było pytanie o to, jak jednokomórkowe glony reagują na światło. Zrozumienie tego mechanizmu pozwoliło później opracować narzędzie wykorzystywane w laboratoriach badających układ nerwowy.

Od glonów do badań mózgu

Peter Hegemann i Georg Nagel należeli do odkrywców rodopsyn kanałowych, nazywanych również kanałorodopsynami. Są to białka tworzące w błonie komórkowej kanały, które otwierają się pod wpływem światła. Przepływają przez nie jony, czyli naładowane elektrycznie cząstki.

Szczególnie przydatna okazała się kanałorodopsyna reagująca na światło niebieskie. Po wprowadzeniu do odpowiednio przygotowanej komórki nerwowej umożliwia ona wywołanie impulsu nerwowego za pomocą oświetlenia.

Karl Deisseroth wraz ze współpracownikami wykorzystał ten mechanizm w neuronach ssaków. Przełomowe wyniki opublikowano w 2005 roku. Kolejne prace pozwoliły stosować tę metodę w mózgach żywych zwierząt.

Optogenetyka łączy zatem metody genetyczne z wykorzystaniem światła. Pozwala sprawdzać, co zmienia się w działaniu organizmu po pobudzeniu określonej grupy komórek. Rozwijane później narzędzia umożliwiły również hamowanie ich aktywności.

Karl Deisseroth. Psychiatra, który rozwija narzędzia do badania mózgu

Karl Deisseroth urodził się w 1971 roku w Bostonie. Jest amerykańskim psychiatrą i neurobiologiem związanym z Uniwersytetem Stanforda, gdzie zajmuje się bioinżynierią oraz psychiatrią i naukami o zachowaniu. Pracuje również jako badacz Howard Hughes Medical Institute.

W 1992 roku ukończył studia z nauk biochemicznych na Harvardzie. Następnie kontynuował kształcenie na Stanfordzie: w 1998 roku uzyskał doktorat z neurobiologii, a w 2000 roku dyplom lekarza. Na tej samej uczelni odbył specjalizację z psychiatrii.

Deisseroth łączy pracę laboratoryjną z praktyką kliniczną. Zajmuje się między innymi zaburzeniami nastroju. Rozwijane przez jego zespół metody służą poznawaniu komórek i połączeń nerwowych uczestniczących w powstawaniu określonych zachowań.

Jego działalność obejmuje także popularyzację nauki. W 2021 roku ukazała się książka „Projections”, w której wykorzystał doświadczenie psychiatry i badacza do opowieści o ludzkich przeżyciach. Wśród wcześniejszych wyróżnień naukowca znajdują się Nagroda Kioto, Nagroda Laskera i Japan Prize.

Peter Hegemann. Badacz światłoczułych białek

Peter Hegemann urodził się w 1954 roku w Münster, a dorastał w Akwizgranie. Studiował chemię w Münster i na Uniwersytecie Ludwika i Maksymiliana w Monachium. Doktorat uzyskał w 1984 roku, prowadząc badania w Instytucie Biochemii im. Maxa Plancka w Martinsried, w zespole Dietera Oesterhelta.

Już na początku kariery zajmował się białkami reagującymi na światło. Po pobycie badawczym na Syracuse University w Stanach Zjednoczonych wrócił do Niemiec i kierował grupą w Instytucie Maxa Plancka. W 1993 roku objął profesurę z biochemii w Ratyzbonie, a w 2004 roku został powołany na stanowisko profesora biofizyki na Uniwersytecie Humboldtów w Berlinie.

Hegemanna interesowało między innymi to, w jaki sposób glony wykrywają światło i kierują ku niemu swój ruch. Badania nad ich receptorami doprowadziły do poznania białek, które można było później wykorzystać do kontrolowania aktywności innych komórek. Jego prace stały się jednym z fundamentów optogenetyki.

Georg Nagel. Biofizyk badający działanie kanałów jonowych

Georg Nagel urodził się w 1953 roku w Weingarten w Niemczech. Studiował biologię i biofizykę na Uniwersytecie w Konstancji. W 1988 roku uzyskał doktorat na Uniwersytecie we Frankfurcie nad Menem, prowadząc badania w tamtejszym Instytucie Biofizyki im. Maxa Plancka.

Następnie pracował w Stanach Zjednoczonych, na Yale University oraz Rockefeller University. Po powrocie do Niemiec kierował grupą badawczą we Frankfurcie. W 2004 roku dołączył do Uniwersytetu w Würzburgu, gdzie zajmował się molekularną fizjologią roślin i biofizyką.

Istotną częścią jego dorobku było wykazanie, jak światłoczułe białka działają po przeniesieniu do innych komórek. Współtworzył prace opisujące kanałorodopsynę pierwszą w 2002 roku i kanałorodopsynę drugą w 2003 roku. Pozwoliły one dokładniej określić właściwości kanałów otwieranych światłem.

Przed Noblem Nagel otrzymał między innymi Nagrodę Louisa-Jeanteta oraz Brain Prize.

Dlaczego optogenetyka ma tak duże znaczenie?

Dzięki tej metodzie naukowcy mogą sprawdzać udział konkretnych komórek w działaniu obwodów nerwowych. Pobudzenie wybranej grupy neuronów i obserwacja skutków pomagają ustalić związki przyczynowe między ich aktywnością a zachowaniem.

Badania te dostarczają wiedzy o mechanizmach pamięci, emocji i zaburzeń funkcjonowania układu nerwowego. Osobnym kierunkiem są próby wykorzystania światłoczułych białek do przywracania widzenia.

Historia tegorocznej nagrody pokazuje również znaczenie badań podstawowych. Prace nad reakcją jednokomórkowego glonu na światło dostarczyły rozwiązania, które po latach rozwoju umożliwiło zupełnie nowe eksperymenty w neurobiologii.

PAP/MB