Sie ist winzig, grün und lebt auch in Brandenburger Seen. Mit ihrer Hilfe können Forscher heute einzelne Nervenzellen im Gehirn mit Licht ein- und ausschalten. Dafür erhalten die Deutschen Peter Hegemann und Georg Nagel zusammen mit dem Amerikaner Karl Deisseroth den Nobelpreis für Medizin 2026. Die Geschichte dahinter beginnt mit einer Frage, die zunächst gar nichts mit Medizin zu tun hatte.
Schneller als das menschliche Auge
Die einzellige Alge Chlamydomonas schwimmt zum Licht, wenn es ihr zu dunkel ist, und vom Licht weg, wenn es zu hell wird. Das Licht nimmt sie mit einem Augenfleck wahr, einem winzigen orangefarbenen Punkt auf ihrer Oberfläche.
Anfang der Neunzigerjahre maß Hegemann in einem Max-Planck-Institut bei München die elektrischen Signale der Alge. Das Ergebnis war verblüffend: Schon eine halbe Millisekunde nach dem Lichtreiz entstand ein Impuls. Im menschlichen Auge läuft dagegen eine lange chemische Kettenreaktion ab, die mindestens 10 Millisekunden dauert. Die Alge war also mehr als zwanzigmal schneller.
Eine Vermutung, an die kaum jemand glaubte
Hegemann fand nur eine Erklärung: Bei der Alge muss ein einziges Protein das Licht einfangen und zugleich als Kanal in der Zellmembran dienen, durch den geladene Teilchen strömen. Viele Fachleute blieben skeptisch, denn einen Kanal, der allein auf Licht reagiert, kannte niemand. Außerdem ließ sich das Protein kaum untersuchen, weil es außerhalb der Zelle schnell zerfiel. Es folgten Jahre voller Rückschläge.
Um das Jahr 2000 machten japanische Forscher das Erbgut der Alge öffentlich. Darin entdeckte Hegemanns Gruppe zwei Gene, die bekannten lichtempfindlichen Proteinen ähnelten. Hegemann bat Georg Nagel in Frankfurt um Hilfe. Nagel schleuste die Gene in Eizellen des Krallenfroschs ein, die daraufhin die unbekannten Proteine herstellten. Fiel Licht auf die Zellen, öffnete sich der Kanal in Sekundenbruchteilen. Die Vermutung, die Hegemann zehn Jahre zuvor aufgestellt hatte, stimmte. 2003 schlugen die beiden vor, das Protein als Werkzeug zu nutzen.
Vom See ins Gehirn
Den nächsten Schritt ging Karl Deisseroth an der Stanford University. Als junger Arzt hatte er in einer psychiatrischen Klinik erlebt, wie wenig die Medizin vielen Kranken helfen konnte. 2005 brachte sein Team das Gen der Alge in Nervenzellen von Ratten ein, und unter blauem Licht reagierten die Zellen sofort mit einem Nervensignal. 2007 gelang der Versuch an lebenden Mäusen: Über eine dünne Glasfaser im Gehirn bewegten die Forscher die Schnurrhaare der Tiere.
Seitdem können Forscher nicht nur beobachten, wo das Gehirn aktiv ist. Sie können prüfen, ob eine bestimmte Gruppe von Nervenzellen tatsächlich eine Bewegung, ein Gefühl oder eine Erinnerung auslöst. Inzwischen wird die Methode auch am Menschen erprobt: 2021 wurde ein blinder Patient vorgestellt, der mit einem Protein nach dem Vorbild der Alge und einer speziellen Brille wieder etwas sehen konnte. Zeitung lesen kann man damit nicht, sagt Hegemann, aber Gegenstände auf dem Tisch oder einen Zebrastreifen erkennen. Noch sind das klinische Studien und keine fertige Therapie.
Wenn Sie Forschung machen, dürfen Sie nicht an Preise denken. Sie müssen Forschung betreiben, weil es Ihnen Spaß macht.
„Absolut durchschnittlich“
Hegemann selbst tritt erstaunlich bescheiden auf. Seine Leistungen in Schule und Studium seien „absolut durchschnittlich“ gewesen, sagte er dem WDR. Was seine Gruppe auszeichne, sei Beharrlichkeit: Wer Forschungsgelder beantragt, müsse Niederlagen hinnehmen und Widerstandskraft entwickeln.
Als am Morgen des 5. Oktober eine E-Mail kam, er solle bitte zurückrufen, hielt er den Absender zuerst für einen Werbefritzen. Dann fiel ihm die schwedische Telefonnummer auf. Über seine Alge sagte er dem rbb: „Es hätte natürlich niemand gedacht, dass die Alge es mal so weit bringen wird.“