In der Biologie hat die Entwicklung der Kryo-Elektronenmikroskopie eine Revolution ausgelöst. Bereits im Jahr 2015 wurde diese Technik zur Forschungsmethode des Jahres gekürt und im vergangenen Jahr entschied sich das Nobel-Komitee in Stockholm, ihre Erfinder Prof. em. Jacques Dubochet, Prof. Joachim Frank und Prof. Richard Hendersen mit dem Nobelpreis für Chemie zu würdigen. Am 11. April 2018 gibt Jacques Dubochet in der gemeinsamen SNI/Biozentrum Lecture einen Einblick in diese «revolutionäre» Technik, mit der sich die Moleküle des Lebens in intaktem Zustand abbilden lassen. Neben Dubochet werden auch Prof. em. Andreas Engel und Prof. em. Ueli Aebi am Mini-Symposium referieren und die Erfolgsgeschichte der Kryo-EM noch einmal Revue passieren lassen.
Wege der Forscher kreuzten sich am Biozentrum
Wie Jacques Dubochet forschten auch seine langjährigen Kollegen Andreas Engel und Ueli Aebi am Biozentrum in der Gruppe von Eduard Kellenberger, einem der Gründungsprofessoren des Instituts. Für viele Jahre prägten sie durch das Maurice E. Müller Institut die Strukturbiologie am Standort Basel und unterstützten die Gründung des Swiss Nanoscience Institute an der Universität Basel. Dubochet, der Physik an der EPFL studierte, promovierte 1974 im Labor von Kellenberger.
Später wurde er Forschungsgruppenleiter am European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg, wo er die Methode des Schockgefrierens erfand, bei der biologische Proben so schnell heruntergekühlt werden, dass keine zerstörerischen Eiskristalle entstehen. Die schockgefrorenen Biomoleküle bleiben im Vakuum des Elektronenmikroskops vollständig intakt. Im Jahr 1987 folgte Dubochet einem Ruf an die Universität Lausanne und forschte dort bis zu einer Emeritierung im Jahr 2007. Engel und Aebi waren als Professoren für Strukturbiologie am Biozentrum tätig und gründeten hier im Jahr 1986 das Maurice E. Müller Institut für hochauflösende Elektronenmikroskopie. 2002 rief Engel zusammen mit Kollegen aus den Departementen, Biozentrum, Chemie und Physik den Studiengang Nanowissenschaften am SNI ins Leben.
Kryo-EM ist Schlüssel zum Nanokosmos
In den vergangenen dreissig Jahren hat sich diese Technik, auch dank der Pionierarbeiten dieser drei Forscher, in einem rasanten Tempo weiterentwickelt. Heute können durch die Fortschritte in der Bild- und Datenverarbeitung 3D-Strukturen von Molekülen rekonstruiert werden: Hochgeschwindigkeitskameras im Elektronenmikroskop können mit 400 Aufnahmen pro Sekunde jedes einzelne Elektron zählen und damit schärfere Bilder als jemals zuvor erzeugen. Diese Bilder zeigen eindrücklich wie die Moleküle des Lebens aufgebaut sind und wie sie funktionieren. Die Kryo-EM ist ein Schlüssel zum noch weitgehend unbekannten Nanokosmos, sie macht bislang verborgene Vorgänge im Inneren der Zelle für uns sichtbar.
An der öffentlichen SNI/Biozentrum Lecture, die am 11. April um 16 Uhr im Hörsaal 1 des Pharmazentrums stattfindet, öffnen Dubochet, Aebi und Engel die Tür zur Nanowelt einen Spalt.