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© Aufmacher: Adam Baker/CC BY 2.0, Illustrationen: Niklas Elmehed/Nobel Media

Laserphysik, Immuntherapie, das Vorbild Evolution und Klimawandel: Die Nobelpreise 2018 zeichnen Meilensteine im Bereich des medizinischen Fortschritts und nachhaltiger Entwicklungen aus. Ohne diese Grundlagenforschung wären viele Anwendungen nicht möglich. Der FWF hat österreichische Forscherinnen und Forscher um Statements zur Bedeutung der diesjährigen Preise gebeten.

Medizin-Nobelpreis: Immunzellen gegen Krebs

Ich freue mich persönlich sehr, dass James P. Allison und Tasuku Honjo für ihre Entdeckungen des Cytotoxischen-T-Lymphozyten-Antigen 4 (CTLA-4 ) beziehungsweise Programmed Death 1 (PD-1) in der Bedeutung der Inaktivierung von humanen zytotoxischen T-Zellen den Nobelpreis für Medizin verliehen bekommen haben. Mit ihrer Arbeit wurde die Forschung zur Regulierung der Aktivierung beziehungsweise Inaktivierung von T-Zellen angeregt. Die Vision von James P. Allison, dass die Blockade der Bremse deraktivierten zytotoxischen T-Zellen („Releasing the Brake“) in der Therapie von Krebs eingesetzt werden könnte, hat zur Entwicklung von Immuntherapeutika geführt, die die Behandlung von Patienten mit metastasierter Krebserkrankungen revolutioniert haben. Heute können wir mit diesen neuen Medikamenten (zielgerichteten Substanzen) einem Teil der Patienten mit metastasierter Krebserkrankung ein Langzeitüberleben oder Heilung ermöglichen.

Thomas Bauernhofer
ist FWF-Referent, Leiter von FWF-geförderten Projekten und forscht im Bereich Hämatologie/Onkologie an der Medizinischen Universität Graz.


Physik-Nobelpreis für Laser-Werkzeuge: Gerade rechtzeitig 

Mit der Verleihung des Physik-Nobelpreises 2018 an Gérard Mourou, Donna Strickland Arthur Ashkin ging ein Seufzer der Erleichterung durch die weltweite Forschergemeinde, die sich mit Laser-Pinzetten befasst: Mit 96 Jahren ist Ashkin der älteste Physik-Preisträger, der nun nach so vielen Jahren endlich diese hohe Auszeichnung für seine überragenden Pionierarbeiten bekommen hat.  Bereits in den 1970er-Jahren erkannte Arthur Ashkin als erster, dass sich Laserlicht zum Einfangen von Teilchen eignet und entwickelte in den 1980er-Jahren aus diesen Ideen die „Optische Pinzette“, mit der man mikroskopisch kleine Teilchen mit Hilfe von gebündelten Laserstrahlen greifen, halten und bewegen kann. Diese neue Methode erwies sich auf mehreren Gebieten als bahnbrechend. Zum einem ermöglichte sie neue Ansätze beim Einfangen und Herunterkühlen von ultra-kalten Atomen im Vakuum, was 1997 mit einem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurde, wo Arthur Askin jedoch nicht bedacht wurde. Zum anderem erkannte er das ungeheure biomedizinische Anwendungspotenzial, das darin steckt, wenn man die Pinzette bei Raumtemperatur in Wasser betreibt. In den 1990ern demonstrierte Ashkin mit seinen „klassischen“ Arbeiten zur optischen Manipulation von lebenden Zellen und Mikroorganismen, dass optische Manipulation in Wasser möglich ist, mit Hilfe von Laserstrahlen im nahen Infrarot, die vom Wasser nicht stark absorbiert werden und die gefangenen Teilchen nicht schädigen.

Optisch Pinzetten sind heutzutage ein fester Bestandteil im Werkzeugkasten der Biotechnologie. Holografisch steuerbare Laserpinzetten werden nicht nur zum  Fangen und Bewegen von Teilchen verwendet, sondern auch zum genauen Vermessen von winzigsten Kräften in der Mikro- und Nanowelt. Auch heute noch wird sehr aktiv an der Weiterentwicklung und Anwendung von Optischen Pinzetten geforscht. In Österreich hatte und hat der FWF hier eine aktive Rolle, seit unserem ersten FWF-Projekt über den Einsatz von Laserpinzetten in der Lungenphysiologie im Jahr 2000 in Innsbruck bis zu einem Optical-Trapping-Teilprojekt im gerade bewilligten SFB „Tomography across the Scales“ (an der Uni Wien, der TU Wien, der Uni Linz und der Med-Uni Innsbruck).

Mich persönlich freut beim diesjährigen Physik-Nobelpreis ganz besonders, dass auch eine Frau ausgezeichnet wurde, Donna Strickland, für die von ihr entwickelten Methoden der Kompression von Laserpulsen. Dies ist erst der dritte Physik-Nobelpreis an eine Frau, denn skandalöser Weise wurden überragende Wissenschaftlerinnen wie Lise Meitner, Rosalind Franklin und Madame Wu bis dato übergangen.

Monika Ritsch-Marte ist Physikerin mit Schwerpunkt Optik und Photonik an der Medizinischen Universität Innsbruck und hat mehrere FWF-Projekte geleitet.


Chemie-Nobelpreis: Arznei- bis Biotreibstoffe nach den Prinzipien der Natur 

Die Chemikerin Frances Arnold hat gemeinsam mit George P. Smith und Sir Gregory P. Winter den Nobelpreis für die Entwicklung der gerichteten Evolution erhalten. Diese Methodik ist von größter Bedeutung für die Molekularbiologie. Wir haben diese Methodik seit den 1990er-Jahren auch in Graz angewandt und weiterentwickelt. Wobei neben FWF-geförderten Einzelprojekten ein wichtiger Meilenstein in der Etablierung des Spezialforschungsbereichs „Biokatalyse“ als erstes SFB-Programm in Österreich erfolgte. In diesem Zusammenhang kam es bald zu Kontakten mit Frances H. Arnold. Anton Glieder von der Technischen Universität Graz war 2001 Postdoc bei Professor Arnold. Dies resultierte in drei gemeinsamen Publikationen. Frances Arnold kam auch auf unsere Einladung zu einem Besuch nach Graz, was einen umfangreichen  persönlichen Gedankenaustausch ermöglichte.

Weitergeführt wurde diese Entwicklung im COMET-Kompetenzzentrum für Angewandte Biokatalyse in Graz und schließlich in der K2-Forschungseinrichtung Autrian Centre for Industrial Biotechnology, wo die gesamten österreichischen Aktivitäten in diesem Bereich gebündelt sind. Der FWF war die Basis für all diese Entwicklungen. Die Verleihung des Nobelpreises an Arnold, Smith und Winter unterstreicht die Bedeutung der Methodik der gerichteten Evolution bei Enzymen. Und es ergibt sich hier eine Brücke zu den mit dem Nobelpreis gewürdigten Arbeiten und die vom FWF geförderten Anwendungen dieser Methodik in Österreich.

Herfried Griengl ist Chemiker und emeritierter Professor der Technischen Universität Graz. Er forscht seit Jahrzehnten im Bereich der Biokatalyse und hat von 1993 bis 2003 einen vom FWF-geförderten Spezialforschungsbereich (SFB) dazu geleitet.


Nobelpreis für Wirtschaft: Fortschritt und Klimawandel 

Dass der Preis der schwedischen Reichsbank für Wirtschaftswissenschaften in Gedenken an Alfred Nobel 2018 an William Nordhaus und Paul Romer vergeben wird, belegt zunächst, dass die Umweltökonomie auch im Kern-Kanon der ökonomischen Disziplin angekommen ist. Mit William Nordhaus erhält diesen Preis ein Forscher, der die Auswirkungen der wohl aktuell größten Umweltherausforderung, des Klimawandels, bereits vor zwei Jahrzehnten zu analysieren begann. Er stellte damals die ersten quantifizierten Szenarien für Klimawandelschäden bereit. Diese wurden freilich seither wesentlich verfeinert und vor allem auch im Hinblick auf das eingesetzte methodische Repertoire wesentlich erweitert. Dass er diesen Preis zugleich mit Paul Romer erhält, können wir auch so lesen, dass die Wirtschaftswissenschaft zudem auch auf die wichtigste Strategie zur Lösung dieser globalen Umweltfragen, wie der Erderhitzung, hinweist und sie für eine nachhaltige Entwicklung analysiert: die Innovation. Paul Romer hat hier wesentlich erhellt, wie Rahmenbedingungen gesetzt werden können, die Innovationen fördern, um das Wohlbefinden der Menschheit nachhaltig zu sichern und – wie im vorliegenden Beispiel – gerade auch innerhalb der uns gegebenen planetaren Grenzen zu bleiben.

Karl W. Steininger ist Volkswirt mit Schwerpunkt Klimaökonomie an der Karl-Franzens-Universität Graz und Mitglied im FWF-geförderten Doktoratskolleg „Klimawandel – Unsicherheiten, Schwellenwerte und Strategien“.


Mehr Informationen zu den Nobelpreisen 2018

https://www.nobelprize.org/

© Aufmacher: Adam Baker/CC BY 2.0, Illustrations: Niklas Elmehed/Nobel Media

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