Forschung

Forschungsschwerpunkte: Virus-Wirtszell-Interaktionen, Endozytose, Proteinfaltung, Proteinreifung, Endosomen, Membranproteine, Membranfusion

Ari Helenius forscht seit über 30 Jahren auf dem Gebiet der Virus-Wirtszell-Interaktion, wie Viren es schaffen, in ihre Wirtszellen einzudringen und sie zu infizieren. In den frühen 1970er Jahren entdeckte er, dass Viren über Membranvesikel ins Zellinnere und weiter zu Zellorganellen wie Endosomen und dem Endoplasmatischen Reticulum gelangen. Endozytose wird dieser Vorgang genannt. Heute ermöglichen High-Throughput-Screenings sowie umfangreiche Genom- und siRNA-Bibliotheken die schnelle Suche nach neuen Faktoren und den beteiligten Organellen.

An Virusmodellen untersuchte Ari Helenius den Weg des Erregers von der äußeren Zellmembran bis hinein zu den Strukturen, an denen das virale Erbgut ausgepackt und vermehrt wird. Er entdeckte, dass das Virus zunächst auf der Zelloberfläche verweilt und die Zelle dazu veranlasst, Bläschen zu bilden, die nach außen gestülpt werden. Sobald sich diese Bläschen wieder zurückziehen, heftet sich das Virus an und kann in die Zelle eindringen. Ari Helenius und sein Team konnten mehrere zelluläre Proteine identifizieren, die an diesem Mechanismus beteiligt sind. Des Weiteren entdeckte er das Endosom, ein innerhalb der Zelle gebildetes Membranbläschen, das ein saures Milieu aufweist und so die Verbindung von Virus und Zellmembran ermöglicht. Methodisch wendet Ari Helenius in seiner Arbeitsgruppe hochmodernste Techniken wie Video-Mikroskopie an lebenden Zellen und Elektronenmikroskopie an. In Zukunft ist Helenius besonders daran interessiert, neue Endozytose-Pfade aufzudecken, wobei er verschiedene virale Systeme als Modelle heranzieht. Er befürwortet bei seiner Forschung die enge Zusammenarbeit mit anderen Disziplinen wie Bioinformatik und Systembiologie.

Weitere Forschungsarbeiten von Ari Helenius identifizierten einen molekularen Qualitätskontrollmechanismus innerhalb der Zelle, der neu synthetisierte Proteine auf ihre korrekte Faltung prüft. Dazu nutzte er das Influenza-Virusmodell und untersuchte die Synthese eines bestimmten Proteins in infizierten Zellen. Er konnte zeigen, dass die Zelle aussortiert und nur korrekt zusammengesetzte und gefaltete Proteine akzeptiert. Die molekularen Mechanismen dieser Qualitätskontrolle zu erforschen und zu verstehen, war für Helenius ein wichtiges wissenschaftliches Ziel. Er entdeckte spezielle „Faltsensoren“ im endoplasmatischen Retikulum, die jedes neue Protein überprüfen. Helenius ist es mit seinen Forschungsarbeiten gelungen, in hervorragender Weise mit den modernen Methoden der Biochemie, der Molekular- und Zellbiologie sowie der molekularen Virologie in einem interdisziplinären Ansatz biologische Fragestellungen zu bearbeiten, die von der Grundlagenforschung bis zur Klärung der Ursachen von Erkrankungen des Menschen reichen. So tragen seine Entdeckungen dazu bei, die moderne Gesundheitsforschung voranzutreiben und bieten Ansatzpunkte, neue Medikamente herzustellen. Ari Helenius und sein Team bearbeiten diese zentralen Fragen der Virologie interdisziplinär. Dabei bedienen sie sich modernster Methoden der Zellbiologie, Biochemie und molekularen Genetik und verknüpfen sie mit neuen Bildgebungsverfahren. Ari Helenius wissenschaftliche Erkenntnisse und Forschungsergebnisse gelten als weltweit maßgebend.

Werdegang

• seit 1997 Professor für Biochemie, ETH Zürich
• 1992-1997 Chair of the Department of Cell Biology, Yale University School of Medicine, New Haven
• 1983 Full Professor, Department of Cell Biology, Yale University, School of Medicine, New Haven
• 1981-1997 Associate Professor Department of Cell Biology, Yale University, School of Medicine, New Haven
• 1975-1981 Staff Scientist am European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Heidelberg
• 1973 Promotion bei Prof. Kai Simons in Helsinki
• Studium der Biochemie, University of Helsinki

Funktionen

(Auswahl)

• 1999-2003 Dekan der Fakultät für Biochemie, ETH Zürich
• Wissenschaftlicher Beirat der Fachmagazine EMBO Journal und Trends in Cell biology

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

(Auswahl)

• 2010 Otto-Warburg-Medaille der Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie (GBM)
• 2009 Elected Foreign Associate der National Academy of Sciences
• 2008 Van Deen Medal für führende Forschung über Biomembranen
• 2007 Marcel-Benoist-Preis
• 2007 Suomen Valkoisen Ruusun I luokan ritarimerkki, Medaille der finnischen Regierung
• 2003 Ernst-Jung Preis für Medizin, zusammen mit Reinhard G. Lührmann
• 2003 Schleiden-Medaille der Leopoldina für seine „wegweisenden Arbeiten zur Rolle des endoplasmatischen Retikulums bei der Proteinfaltung, Assemblierung und Aggregation“
• 2001 Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 1995 A.I. Virtanen Preis in Biochemie
• 1993 Ehrenprofessur der Carol Davila Universität für Medizin und Pharmazie, Bukarest
• 1992 Lamb Professorship of Molecular Pathogenesis an der Vanderbilt University
• 1991 u. 1992 Humboldt-Forschungspreis   
• 1973 Komppa-Preis für die beste Doktorarbeit in Chemie in Finnland