Leben im Kreisverkehr

Zwei Briten und ein Amerikaner bekommen den Medizinnobelpreis für die Entdeckung des Zellzyklus, über den sich alles Leben vermehrt. Sielieferten mit ihren Arbeiten an Hefezellen Basiswissen für die Krebsforschung von 

Hatte jemand anderes erwartet? Eine spektakuläre, eine überraschende Entscheidung zum 100. Medizinnobelpreis? Nein, alles wie immer: solide Grundlagenforschung, Befunde von elementarer Bedeutung. Und drei respektable Preisträger. Sir Paul Nurse, kürzlich geadelter Chef des Imperial Cancer Research Fund (ICRF) in London, und - welch triumphaler Tag für die britischen Krebsforscher - sein ICRF-Kollege Timothy Hunt, dazu der Amerikaner Leland Hartwell, Direktor des Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle. Sie alle werden seit langem als Nobelanwärter gehandelt, mit mustergültigen Laureaten-Biografien.

Die Herren haben eine Frage beantwortet, die von fundamentaler Bedeutung für die gesamte Biologie ist: Wie eigentlich schafft es eine Zelle, ihr Erbmaterial zu verdoppeln, wenn eine Zellteilung ansteht? Einmal zu verdoppeln, nicht dreimal, sonst gibt es Probleme. Und umgekehrt: Was veranlasst die Zellen, das Ganze zu unterlassen, wenn nicht geteilt werden soll? Denn sonst gibt es auch Ärger, Krebs zum Beispiel. Fehler wären verhängnisvoll, schließlich ist die Zellteilung kein seltener Vorgang - ständig werden verbrauchte Zellen auf diese Weise ersetzt, auch die 100 Billionen Zellen des Menschen entstehen durch Teilungen aus einer einzigen Eizelle. Doch wie das genau vor sich geht, war bis vor wenigen Jahrzehnten ein Rätsel.

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Dabei ist die Antwort wie alle Biologie im Prinzip - leider nie im Detail - ziemlich einfach: Das ganze ist ein Kreislauf, deshalb heißt die Lösung des Problems Zellzyklus. Der Vorgang dauert zwischen zehn und 30 Stunden.

Beteiligt an seiner Steuerung und Kontrolle sind Eiweiße im Zellkern, nämlich die Cycline (beim Menschen zehn verschiedene), die cyclinabhängigen Kinasen (CDK, ein halbes Dutzend unterschiedliche Enzyme) und dann noch die so genannten Checkpoint-Proteine. Guckt man allerdings noch genauer hin, was Wissenschaftler von Berufs wegen tun, dann sind an der Zellteilung Hunderte verschiedener Proteine beteiligt.

Wie die Hefe, so der Mensch

Im Prinzip aber, wie gesagt, ist die Angelegenheit simpel. Es beginnt mit einer Zelle in der G1-Phase des Kreislaufs (G für englisch gap, Lücke), die von außen das Signal "Vermehrung!" erhalten hat. Sie wächst, und in ihrem Zellkern werden Cyclin-Proteine hergestellt. Die verbinden sich mit CDK-Proteinen. Die CDKs werden aktiv und machen das, was Enzyme ihres Schlags tun, sie kleben Phosphorsäure-Moleküle auf bestimmte andere Eiweiße. Dann geht es richtig los mit dem Zellzyklus, die S-Phase (S für Synthese) setzt ein: Die phosphatbeladenen Proteine stürzen sich auf die Chromosomen und beginnen mit der Verdoppelung des Erbmaterials. Das kann vier Stunden dauern.

Währenddessen werden die Cycline, die das Ganze gestartet haben, schon wieder abgebaut, damit aus der Verdoppelung keine Vervierfachung wird.

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