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Medizin-Nobelpreis: Svante Pääbo – Pionier der Paläogenetik

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Von: Pamela Dörhöfer

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Fossile Schädel haben viel zu erzählen. Svante Pääbo interessieren vor allem die vorhandenen DNA-Reste. Bild: Frank Vinken für Max-Planck-Gesellschaft
Fossile Schädel haben viel zu erzählen. Svante Pääbo interessieren vor allem die vorhandenen DNA-Reste. Bild: Frank Vinken für Max-Planck-Gesellschaft © Frank Vinken für Max-Planck-Gesellschaft

Der Nobelpreis für Medizin 2022 geht an den schwedischen Forscher Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig

Stockholm – Die Erkenntnis, dass die Neandertaler nicht einfach spurlos von der Erde verschwunden sind, sondern sich mit modernen Menschen gepaart und einen Teil ihres Erbguts hinterlassen haben, ist ihm ebenso zu verdanken wie der Nachweis, dass die robust aussehenden Frühmenschen keine direkten Vorfahren von Homo sapiens waren; beides ist kein Widerspruch. Svante Pääbo entschlüsselte das komplette Erbgut des Neandertalers und spürte zudem noch einen seiner vorher unbekannten Verwandten auf, den Denisova-Menschen.

Für seine Entdeckungen erhält der schwedische Evolutionsforscher, der Direktor des Max-Plancks-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig ist, in diesem Jahr den Nobelpreis für Medizin. Das gab die Nobelversammlung des Karolinska-Instituts in Stockholm gestern bekannt. Svante Pääbo sei am Telefon „überwältigt, sprachlos und sehr froh gewesen“, erzählte der Sekretär der Nobelversammlung, Thomas Perlmann, bei der Bekanntgabe des Preisträgers.

Svante Pääbo: Seit 1990 in Deutschland

Pääbo, 1955 in Stockholm geboren, gilt als Begründer einer noch jungen wissenschaftlichen Disziplin, der Paläogenetik. Darunter versteht man die Analyse des Erbguts sehr alter, prähistorischer Organismen – unter anderem, um über den Vergleich mit der DNA heutiger Lebewesen genetische Veränderungen aufzeigen und Rückschlüsse auf den Verlauf der Evolution ziehen zu können. Pääbos Vater ist der Biochemiker Sune Bergström, der 1982 für seine Arbeit zu Prostaglandinen (Gewebehormonen) ebenfalls mit dem Medizin-Nobelpreis ausgezeichnet wurde.

Pääbo studierte an der Universität Uppsala Ägyptologie und Medizin, promovierte in Immunologie und wies bereits als junger Wissenschaftler in den 1980er Jahren nach, dass DNA in altägpytischen Mumien überdauern kann. 1990 ging Pääbo nach Deutschland, wo er ab 1990 ein eigenes Labor an der Ludwig-Maximilians-Universität München leitete und 1997 als einer von fünf Direktoren an das damals neu gegründete Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig wechselte.

Neandertaler lebten viele Jahrtausende parallel zu den modernen Menschen

Bereits Mitte der 1990er Jahre gelang es dem Evolutionsforscher und seinem Team, einen kurzen Bestandteil der Mitochondrien-DNA eines Neandertalers zu entschlüsseln. Mitochondrien gelten als Kraftwerke der Zellen, die diese mit Energie versorgen und über eine eigene DNA verfügen. Zu diesem Zeitpunkt war noch nicht einmal das Erbgut von Homo sapiens vollständig bekannt.

Pääbo stellte bei seiner Analyse der Mitochondrien-DNA der Neandertaler fest, dass sich das Genom dieser Frühmenschen deutlich von dem heutiger Menschen unterscheidet. Es war der Beweis der seit Jahrzehnten vorherrschenden These, dass die Neandertaler nicht unsere direkten Vorfahren sind. Gleichwohl lebten sie viele Jahrtausende parallel zu den modernen Menschen auf der Erde. Dass es dabei zu mehr als nur flüchtigen Begegnungen oder wenig freundlichen Auseinandersetzungen kam – auch das belegte der Nobelpreisträger später anhand genetischer Analysen. Zur zeitlichen Einordnung: Neandertaler lebten vor rund 400.000 bis vor etwa 40.000 Jahren, sie besiedelten Europa, den Nahen Osten, Zentralasien und das westliche Sibirien.

Die tieferen Erkenntnisse über die Verbindungen zwischen Neandertaler und Homo sapiens wurden möglich, als sich nach der Jahrtausendwende die Methoden der Sequenzierung von Genen rasant verbesserten. Anlass für Svante Pääbo, sich ein überaus ehrgeiziges Projekt vorzunehmen: Er wollte das komplette Genom des Neandertalers entschlüsseln – und zwar nicht das nur in den Mitochondrien, sondern das im Zellkern. Ein Vorhaben, das eine ungleich größere Herausforderung darstellt als die Sequenzierung des Genoms heutiger Menschen: Da wären zuallererst einmal Probleme mit dem Material. Zwar wurden seit der Entdeckung des ersten Skeletts im namensgebenden Neandertal 1856 eine Fülle von Schädeln und anderen Knochen gefunden. Doch nach Jahrtausenden im Boden sind die Fossilien mit Bakterien und Pilzen kontaminiert, bis zu 99.9 Prozent der gefundenen DNA stammt von Mikroben. Auch ist die DNA in den uralten Knochen nur in Fragmenten vorhanden, die wie ein Puzzle zusammengesetzt werden müssen.

Der Nobelpreis

Gestiftet wurde der Nobelpreis von dem schwedischen Industriellen und Erfinder Alfred Nobel. Er legte 1895 in seinem Testament fest, dass mit seinem Vermögen eine Stiftung gegründet werden sollte, deren Zinsen „als Preis denen zugeteilt werden, die im verflossenen Jahr der Menschheit den größten Nutzen geleistet haben“. Er hinterließ dafür mehr als 31 Millionen schwedische Kronen (das entspricht heute einem Wert von 1,7 Millionen Kronen), um in einen Fonds umgewandelt und in „sichere Wertpapiere“ investiert zu werden.

Vergeben wird der Nobelpreis auf den Gebieten Physiologie oder Medizin, Physik, Chemie, Literatur und für Friedensbemühungen. 1968 stiftete die Sveriges Riksbank (Schwedens Zentralbank) den Sveriges Riksbank-Preis. Die ersten Preise wurden 1901 verliehen. Der Nobelpreis gilt bis heute als die höchste Auszeichnung in den entsprechenden Fachgebieten.

Verliehen werden die Nobelpreise stets am 10. Dezember, dem Todestag Nobels. in Stockholm. Der Friedensnobelpreis wird in Oslo übergeben. Da die Festakte 2020 und 2021 wegen der Corona-Pandemie zum Großteil digital stattfanden, lädt die Nobelstiftung dieses Jahr auch die Preisträgerinnen und Preisträger der vergangenen beiden Jahre ein.

Bis 2021 haben 943 Männer und Frauen sowie 25 Organisationen einen Nobelpreis erhalten.

Die Höhe des Nobelpreises für 2022 beträgt zehn Millionen schwedische Kronen pro Kategorie, das entspricht etwa 920.000 Euro. (pam)

Pääbo und sein Team fanden indes neue Methoden, mit denen diese von vielen Fachleuten unlösbar erscheinende Aufgabe zu bewältigen war. Sie arbeiteten unter anderem unter „Reinraum-Bedingungen“, ähnlich wie in der Chips-Industrie. Außerdem entwickelten sie Verfahren zur Extraktion, um die Ausbeute an DNA zu verbessern.

2010 gelang es, eine erste Version des Neandertaler-Erbguts aus Knochen zu rekonstruieren, 2014 schließlich legte Pääbo das nahezu komplett entschlüsselte Genom vor. „Wir haben zirka 30 000 Positionen gefunden, in denen sich die Genome von fast allen heutigen Menschen von denen der Neandertaler sowie denen der Menschenaffen unterscheiden“, wird Pääbo in einer Mitteilung des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie zitiert: „Sie beantworten, was anatomisch modernen Menschen auch im genetischen Sinn modern macht.“

Bis zu vier Prozent Neandertaler-Gene im modernen Menschen

Gleichwohl erkannte Pääbo auch, dass zwischen Neandertaler und modernem Mensch sehr wohl ein Genfluss stattgefunden hat, noch 2004 war der Forscher nicht davon ausgegangen. Heute geht die Wissenschaft davon aus, dass sich im Genpool von Menschen europäischen und asiatischen Ursprungs bis zu vier Prozent Neandertaler-Gene finden. Lediglich in Afrika ist der Anteil verschwindend gering, da der Neandertaler sich außerhalb des Kontinents entwickelt und diesen nicht besiedelt hat.

Was diese Neandertaler-Gene genau bewirken, ist noch nicht in Gänze erforscht. Einige dürften von Vorteil sein, andere stehen jedoch im Verdacht, zur Entstehung von Krankheiten beizutragen. Unter anderem wurde die Abwesenheit von Neandertaler-Genen im Erbgut als einer von mehreren möglichen Gründen diskutiert, warum die Corona-Pandemie Afrika weniger stark getroffen als andere Weltregionen.

Quasi als „Nebenprodukt“ gelang Svante Pääbo und seinem Team 2012 noch eine weitere Sensation: Bei der Erbgutanalyse eines kleinen Knochens, der in der Denisova-Höhle im westsibirischen Altai-Gebirge gefunden worden war, identifizierten sie das Genom einer bis dahin unbekannten Art der Gattung Homo, des Denisova-Menschen. Diese Ur-Menschen waren entfernt mit den Neandertalern verwandt und steuerten bis zu fünf Prozent zum Genom der heutigen Bevölkerung von Papua-Neuguinea, der Aborigines Australiens und anderer Gruppen in Ozeanien bei.

Derzeit arbeitet Svante Pääbo an Methoden, DNA-Fragmente zu rekonstruieren, die in noch schlechterem Zustand und noch älter sind als die der Neandertaler. (Pamela Dörhöfer)

Der Physik-Nobelpreis geht an drei Quantenphysiker. Das teilte die königlich-schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm mit.

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