Forschung

Forschungsschwerpunkte: Patch-Clamp-Technik, Signalübertragung, Ionenkanäle, Kalziumionenkonzentration, Transmitterfreisetzung, Exozytose, Zellmembran-Kanäle, Neurotransmitter, synaptische Plastizität

Erwin Neher ist ein deutscher Biophysiker. Er hat vor allem Signalmechanismen in Zellen erforscht. 1991 erhielt Neher, zusammen mit dem deutschen Mediziner Bert Sakmann, den Nobelpreis für Medizin und Physiologie. Den beiden Forschern war es gelungen, die Existenz von Ionenkanälen in Zellmembranen und damit eine wichtige Grundlage der Signalübertragung nachzuweisen. Grundlage für diese Entdeckung war ihre Entwicklung der „Patch-Clamp-Technik“.

Die „Patch-Clamp-Technik“ ist eine elektrophysiologische Messmethode, mit der sich ein ganz geringer Stromfluss in und zwischen Körperzellen messen lässt. Die beiden Forscher entwickelten dafür eine spezielle Glaspipette mit einem Durchmesser von nur einem tausendstel Millimeter, die dicht auf die Zellmembran gesetzt werden kann und innerhalb des isolierten Membranstücks Stromflüsse misst. Mit dieser hochempfindlichen Technik konnten die Eigenschaften eines einzelnen Ionenkanals in der Zellmembran erforscht werden.

So konnten Neher und Sakmann erstmals beweisen, dass diese Kanäle in der Zellmembran existieren und in fast allen Zelltypen geladene Teilchen durch hunderte verschiedene Ionenkanaltypen vom Zellinnern in die Umgebung gelangen. Dies war eine wichtige Entdeckung für die Medizin, da durch weitere Forschungen festgestellt wurde, dass die Ursache für viele Krankheiten wie Nerven- oder Muskelleiden und Epilepsie in einer fehlerhaften Regulierung des Ionenflusses liegt.

Nach 1983 widmete sich Erwin Neher verstärkt dem Studium von Signalübertragungsprozessen innerhalb der Zelle. Er untersuchte die Signale von Calziumionen in Einzelzellen und entwickelte Methoden, um die Freisetzung von Neurotransmittern und Hormonen aus Einzelzellen zu messen. Insbesondere nutzte er die „Patch-Clamp-Technik“, um die Exozytose, das Verschmelzen von substanzgefüllten Bläschen mit der Zellmembran, zu erforschen. Durch eine Kombination mit optischen Verfahren und photolytische Manipulation von Calziumionen konnte er den quantitativen Zusammenhang zwischen Calziumionenkonzentration und Transmitterfreisetzung belegen.

Erwin Neher erforscht, wie das Gehirn seinen Informationsfluss handhabt und Verbindungen zwischen Nervenzellen, den Synapsen, innerhalb von Sekunden und Subsekunden anpasst. Dazu untersucht er anhand von neuronalen Zellkulturen und Hirnschnitten die Mechanismen der Kurzzeitplastizität, wie sie beispielsweise der Depression zugrunde liegen.

Werdegang

• seit 2011 Leiter, Emeritus-Gruppe Membranbiophysik, Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie, Göttingen
• 1989 Fairchild Scholar, California Institute of Technology, Pasadena, USA
• 1986 Honorarprofessor, Georg-August-Universität Göttingen
• 1983-2011 Direktor und Leiter, Abteilung Membranbiophysik, MPI für biophysikalische Chemie, Göttingen
• 1981 Habilitation im Fachbereich Physik, Georg-August-Universität Göttingen
• 1975-1976 Research Associate, Yale University, New Haven, USA
• 1972-1982 Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen
• 1970-1972 Wissenschaftlicher Assistent am Max-Planck-Institut für Psychiatrie, München
• 1970 Promotion in Physik, Technische Universität München (TUM)
• 1967 Master of Science, University of Wisconsin, Madison, USA
• 1963-1970 Studium der Physik, TUM und University of Wisconsin, Madison, USA

Funktionen

• Mitherausgeber mehrerer Fachzeitschriften, darunter „Cellular Physiology & Biochemistry“ und „European Journal of Physiology“

Projekte

• 2002-2014 Leiter, Teilprojekt „Quantitative Molecular Microscopy“, Forschungszentrum (FZT) 103 „Molekularphysiologie des Gehirns“, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
• 2001-2006 Leiter, Teilprojekt „Die Rolle der Interaktion zwischen AMPA-Rezeptor Untereinheiten auf das Schaltverhalten des AMPA Rezeptors“, Sonderforschungsbereich (SFB) 406 „Synaptische Interaktion in neuronalen Zellverbänden“, DFG
• 1999-2008 Projekt „Qualitative Erfassung vesikulärer Freisetzung in zentralen Synapsen“, DFG
• 1996-2005 Leiter, Teilprojekt „Kinetische Analyse von Mutanten sekretorischer Proteine“, SFB 523 „Protein- und Membrantransport zwischen zellulären Kompartimenten“, DFG

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• 2004 Karl-Küpfmüller-Ring, Technische Universität Darmstadt
• seit 1998 Mitglied, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 1997 Großer Verdienstorden mit Stern und Schulterband des Verdienstordens, Bundesrepublik Deutschland
• seit 1995 Mitglied, Orden „Pour le Mérite für Wissenschaften und Künste“, Bundespräsident
• seit 1994 Ausländisches Mitglied, Royal Society, UK
• seit 1992 Mitglied, American Academy of Arts and Sciences, USA
• seit 1992 Mitglied, Akademie der Wissenschaften zu Göttingen
• 1991 Nobelpreis für Physiologie oder Medizin (gemeinsam mit Bert Sakmann), Nobelversammlung am Karolinska-Institut, Stockholm, Schweden
• 1991 Ralph-W.-Gerard-Preis, Society for Neuroscience, Washington D.C., USA
• 1990 Niedersächsischer Staatspreis für Wissenschaft
• 1990 Bristol-Myers Squibb Research Award, Bristol-Myers-Squibb-Stiftung, New York City, USA
• 1990 Ernst Hellmut Vits-Preis, Universität Münster
• seit 1989 Mitglied, Academia Europaea
• seit 1989 Mitglied, National Academy of Sciences, USA
• 1989 Canada Gairdner International Award, Gairdner Foundation, Toronto, Kanada
• 1987 Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis, DFG
• 1986 Schunk-Preis, Justus-Liebig-Universität Gießen
• 1986 Fidia Research Award Lecture, Fidia Research Foundation, Washington D.C., USA
• 1986 Louisa Gross Horwitz Preis, Columbia University, New York City, USA
• 1984 Adolf Fick-Preis, Adolf-Fick-Stiftung, Julius-Maximilians-Universität Würzburg
• 1983 W. Alden Spencer Award, Columbia University New York, New York City, USA
• 1982 Harold Lamport Award, New York Academy of Sciences, New York City, USA
• 1982 K.C. Cole Award, American Biophysical Society, USA
• 1979 Feldberg Award, Feldberg Foundation, London, UK
• 1977 Nernst-Haber-Bodenstein-Preis, Deutsche Gesellschaft für physikalische Chemie