Montag 7. Oktober 2019 – 11:30 Uhr CEST

Name:  Gregg L. Semenza, Sir Peter J. Ratcliffe, William Kealin      Sensing Oxygen Levels 

Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2019 wurde gemeinsam an William G. Kaelin Jr, Sir Peter J. Ratcliffe und Gregg L. Semenza “für ihre Entdeckungen darüber vergeben, wie Zellen die Sauerstoffverfügbarkeit wahrnehmen und anpassen”.

Die diesjährigen Nobelpreisträger enthüllten den Mechanismus für einen der wichtigsten Anpassungsprozesse des Lebens. Sie bildeten die Grundlage für unser Verständnis davon, wie sich der Sauerstoffgehalt auf den Zellstoffwechsel und die physiologische Funktion auswirkt. Ihre Entdeckungen haben auch den Weg für vielversprechende neue Strategien zur Bekämpfung von Anämie, Krebs und vielen anderen Krankheiten geebnet. read the press release 

Deutsche Zusammenfassung:

ZUSAMMENFASSUNG
Tiere benötigen Sauerstoff für die Umwandlung von Nahrung in nutzbare Energie. Die grundlegende Bedeutung von Sauerstoff wird seit Jahrhunderten verstanden, aber wie sich die Zellen an Veränderungen im Sauerstoffgehalt anpassen, war lange Zeit unbekannt.

William G. Kaelin Jr., Sir Peter J. Ratcliffe und Gregg L. Semenza entdeckten, wie Zellen die veränderte Sauerstoffverfügbarkeit erfassen und anpassen können. Sie identifizierten molekulare Mechanismen, die die Aktivität von Genen als Reaktion auf unterschiedliche Sauerstoffwerte regulieren.

Die bahnbrechenden Entdeckungen der diesjährigen Nobelpreisträger zeigten den Mechanismus für einen der wichtigsten Anpassungsprozesse des Lebens. Sie bildeten die Grundlage für unser Verständnis davon, wie sich der Sauerstoffgehalt auf den Zellstoffwechsel und die physiologische Funktion auswirkt. Ihre Entdeckungen haben auch den Weg für vielversprechende neue Strategien zur Bekämpfung von Anämie, Krebs und vielen anderen Krankheiten geebnet.

Sauerstoff im Mittelpunkt
Sauerstoff mit der Formel O2 macht etwa ein Fünftel der Erdatmosphäre aus. Sauerstoff ist für die Tierwelt unerlässlich: Er wird von den in nahezu allen tierischen Zellen vorkommenden Mitochondrien genutzt, um Lebensmittel in nützliche Energie umzuwandeln. Otto Warburg, der 1931 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielt, verriet, dass es sich bei dieser Umwandlung um einen enzymatischen Prozess handelt.

Während der Evolution entwickelten sich Mechanismen, um eine ausreichende Sauerstoffversorgung von Geweben und Zellen zu gewährleisten. Der Karotis-Körper, angrenzend an große Blutgefäße auf beiden Seiten des Halses, enthält spezialisierte Zellen, die den Sauerstoffgehalt des Blutes erfassen. Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 1938 an Corneille Heymans verlieh Entdeckungen, die zeigen, wie die Sauerstoffmessung des Blutes über den Halsschlagader unsere Atemfrequenz kontrolliert, indem sie direkt mit dem Gehirn kommuniziert.

HIF tritt in Erscheinung
Neben der körperkontrollierten schnellen Anpassung an einen niedrigen Sauerstoffgehalt (Hypoxie) gibt es weitere grundlegende physiologische Anpassungen. Eine wichtige physiologische Reaktion auf Hypoxie ist der Anstieg des Hormons Erythropoietin (EPO), der zu einer erhöhten Produktion von roten Blutkörperchen (Erythropoese) führt. Die Bedeutung der hormonellen Kontrolle der Erythropoese war bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts bekannt, aber wie dieser Prozess selbst durch O2 gesteuert wurde, blieb ein Geheimnis.

Gregg Semenza untersuchte das EPO-Gen und wie es durch unterschiedliche Sauerstoffwerte reguliert wird. Durch die Verwendung genmodifizierter Mäuse konnten spezifische DNA-Segmente, die sich neben dem EPO-Gen befinden, gezeigt werden, die die Reaktion auf Hypoxie vermitteln. Sir Peter Ratcliffe untersuchte auch die O2-abhängige Regulation des EPO-Gens, und beide Forschungsgruppen fanden heraus, dass der Sauerstoffsensormechanismus in praktisch allen Geweben vorhanden war, nicht nur in den Nierenzellen, in denen EPO normalerweise produziert wird. Dies waren wichtige Ergebnisse, die zeigten, dass der Mechanismus bei vielen verschiedenen Zelltypen allgemein und funktionell war.

Semenza wollte die zellulären Komponenten identifizieren, die diese Reaktion vermitteln. In kultivierten Leberzellen entdeckte er einen Proteinkomplex, der sauerstoffabhängig an das identifizierte DNA-Segment bindet. Er nannte diesen Komplex den Hypoxie-induzierbaren Faktor (HIF). Umfangreiche Anstrengungen zur Reinigung des HIF-Komplexes begannen, und 1995 konnte Semenza einige seiner wichtigsten Ergebnisse veröffentlichen, darunter die Identifizierung der Gene, die für HIF kodieren. Es wurde festgestellt, dass HIF aus zwei verschiedenen DNA-bindenden Proteinen besteht, den so genannten Transkriptionsfaktoren, die heute HIF-1α und ARNT heißen. Jetzt konnten die Forscher mit der Lösung des Rätsels beginnen, so dass sie verstehen konnten, welche zusätzlichen Komponenten beteiligt waren und wie die Maschine funktioniert.

VHL: ein unerwarteter Partner
Wenn der Sauerstoffgehalt hoch ist, enthalten die Zellen nur sehr wenig HIF-1α. Bei niedrigem Sauerstoffgehalt steigt jedoch die Menge von HIF-1α, so dass sie das EPO-Gen sowie andere Gene mit HIF-bindenden DNA-Segmenten binden und damit regulieren kann (Abbildung 1). Mehrere Arbeitsgruppen zeigten, dass HIF-1α, das normalerweise schnell abgebaut wird, vor dem Abbau in Hypoxie geschützt ist. Bei normalem Sauerstoffgehalt baut eine zelluläre Maschine namens Proteasom, die 2004 mit dem Nobelpreis für Chemie für Aaron Ciechanover, Avram Hershko und Irwin Rose ausgezeichnet wurde, HIF-1α ab. Unter solchen Bedingungen wird dem HIF-1α Protein ein kleines Peptid, Ubiquitin, zugesetzt. Ubiquitin fungiert als Markierung für Proteine, die für den Abbau im Proteasom bestimmt sind. Wie Ubiquitin sauerstoffabhängig an HIF-1α bindet, blieb eine zentrale Frage.

Die Antwort kam aus einer unerwarteten Richtung. Etwa zur gleichen Zeit, als Semenza und Ratcliffe die Regulation des EPA-Gens untersuchten, forschte der Krebsforscher William Kaelin, Jr. an einem erblichen Syndrom, der von Hippel-Lindau-Krankheit (VHL-Krankheit). Diese genetische Erkrankung führt zu einem dramatisch erhöhten Risiko für bestimmte Krebsarten in Familien mit vererbten VHL-Mutationen. Kaelin zeigte, dass das VHL-Gen für ein Protein kodiert, das den Beginn von Krebs verhindert. Kaelin zeigte auch, dass Krebszellen, denen ein funktionelles VHL-Gen fehlt, ungewöhnlich hohe Werte an hypoxiegeregulierten Genen exprimieren; aber dass, wenn das VHL-Gen wieder in Krebszellen eingeführt wurde, das normale Niveau

Bekanntgabe des Nobelpreises für Physik 2019

Dienstag 8. Oktober 2019 – 11:45 Uhr CEST

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Bekanntgabe des Nobelpreises für Chemie 2019

Mittwoch 9. Oktober 2019 – 11:45 Uhr CEST

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Donnerstag 10. Oktober 2019 – 13:00 Uhr CEST 

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Bekanntgabe des Friedensnobelpreises 2019

Freitag 11. Oktober 2019 – 11:00 Uhr CEST

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Hier finden Sie unsere neue Webseite: http://www.literaturradiohoerbahn.com

Medienpartnerschaften: Literaturportal Bayern, Bayerische Staatsbibliothek, Internationale Jugendbibliothek, Literatur in Bayern (Kulturzeitschrift), Self-Publishing-Day

Partner: Literaturkritik.de(Universität Marburg), LMU, Institut für Literaturgeschichte(Uni Augsburg), Münchner Stadtbibliothek, Monacensia, Bayerische Volksstiftung, Bayerische Einigung, Amerikahaus München, diverse Verlage, Mörderische Schwestern,  Bayerische Volksstiftung, Bayerische Einigung, Amerikahaus München,

Projekte: TELITO (Tegernseer LiteraTour Pfade – Bundesprogramm Ländliche Entwicklung), “Frauen in Bewegung” Bayerischen Landeszentrale für politische Bildungsarbeit (BLZ)

Erstaunlich:

Wir nähern uns inzwischen der 1000. Sendung, wobei viele noch im Umzug von den vorherigen Portalen sind. Eine besondere Veranstaltung, die von Autoren und Verlagen gern bei Neuerscheinungen genutzt wird, ist Hörbahn on Stage. Hierbei wird ca. 20 Minuten (bei 2 Autoren) 30 Minuten aus der Neuerscheinungen gelesen. Anschließend haben wir für ca. 45 Minuten ein intensives Gespräch. Diese Sendung (2x/Monat) ist bis Juli 2020 von Autoren, Literaturagenten und Verlagen nahezu ausgebucht.