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18.06.2009 - AUSZEICHNUNG

Licht an im Gehirn


Ernst Bamberg MPI für Biophysik

(jtu) Der Biophysiker Ernst Bamberg wird vom Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Membranbiophysik ausgezeichnet, die zur Entdeckung und neurobiologischen Anwendung lichtaktivierbarer Ionenkanäle, der sogenannten Channelrhodopsine geführt haben. Im Rahmen der Jahreshauptversammlung der Max-Planck-Gesellschaft am 18. Juni 2009 in Mainz wird der Vorsitzende des Stifterverbandes, Arend Oetker, den mit 50.000 Euro dotierten Wissenschaftspreis an Bamberg überreichen.

Die Anwendung der Channelrhodopsine und der lichtgetriebenen Chloridpumpe Halorhodopsin hat eine Revolution in der Neurobiologie ausgelöst, da es jetzt möglich ist, Nervenzellen im Gehirn durch Licht ein- und abzuschalten. Mit der Entdeckung der Channelrhodopsine wurde das neue, inzwischen weltweit bearbeitete Gebiet der Optogenetik erschlossen. Der Transport von Ladungen in Form von positiv und negativ geladenen Ionen über die Zellmembran spielt bei der Signalübertragung und Stoffaustausch in Zellen eine bedeutende Rolle. Ernst Bamberg hat sich seit Beginn seiner Forscherlaufbahn mit experimentellen und theoretischen Grundlagen zum Mechanismus des Ladungstransports über biologische Membranen beschäftigt, und dabei insbesondere Licht und durch Licht aktivierbare Moleküle eingesetzt. Schwerpunkt seiner Arbeiten war die Funktionsanalyse von mit den üblichen elektrophysiologischen Methoden schwer zugänglichen Transportern und Ionenpumpen.

So gelang es Bamberg erstmalig, durch Licht freisetzbare, energiehaltige Moleküle zum schnellen Anschalten von Membrantransportproteinen in vitro und in situ einzusetzen, und somit über die elektrophysiologische Bestimmung einzelner Teilreaktionen wichtige Informationen zum Mechanismus dieser Proteine zu erhalten. Mithilfe der sogenannten Voltage-Clamp-Fluorometry konnte er bei bestimmten, äußerst wichtigen Membrantransportreaktionen unter physiologischen Bedingungen in einzelnen Zellen den Ionentransport und die Konformationsdynamik miteinander korrelieren.

Darüber hinaus gelang ihm die elektrische und elektrophysiologische Charakterisierung der Licht-aktivierbaren mikrobiellen Rhodopsine, die Ähnlichkeiten mit den Sehpigmenten ("Rhodopsinen") des menschlichen Auges aufweisen. Die elektrophysiologische Beschreibung der beiden Ionenpumpen Bakteriorhodopsin und Halorhodopsin in eukaryotischen Zellen erlaubte, deren Tranporteigenschaften erstmalig direkt unter kontrollierten elektrischen Parametern zu bestimmen, wie sie in der natürlichen Umgebung vorkommen.

Mehr im Internet:
Max-Planck-Institut für Biophysik
Membranbiophysik - Wikipedia

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