Forschung

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

Erwin Neher hat vor allem Signalmechanismen in Zellen erforscht. 1991 erhielt er, zusammen mit 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 Forscher entwickelten dafür eine dünne Glaspipette mit einem Durchmesser von nur einem tausendstel Millimeter, die ganz dicht auf die Zellmembran gesetzt wird. Das in der Pipette liegende Membranstück wird dann elektrisch von der Umgebung isoliert, das Hintergrundrauschen dadurch extrem reduziert. So kann jeder noch so kleine Stromfluss innerhalb des isolierten Membranfleckens gemessen und die Eigenschaften eines einzelnen Ionenkanals erforscht werden.

Neher und Sakmann konnten damit erstmals beweisen, dass diese Kanäle in der Zellmembran existieren und durch sie geladene Teilchen vom Zellinnern in die Umgebung gelangen – es sind elementare Kommunikationskanäle. Die hohe Empfindlichkeit der Technik ermöglichte es, die Funktion von Zellmembran-Kanälen bis in die molekularen Details zu erforschen. Es stellte sich heraus, dass Hunderte verschiedener Ionenkanaltypen in fast allen Zelltypen verschiedenste regulatorische Funktionen erfüllen. Dies war eine wichtige Entdeckung für die Medizin, da durch weitere Forschungen festgestellt wurde, dass die Ursache für viele Krankheiten (Nerven- oder Muskelleiden, Epilepsie) in einer fehlerhaften Regulierung des Ionenflusses liegt.

Nach 1983 widmete sich Erwin Neher verstärkt dem Studium von Signalübertragungs-prozessen innerhalb der Zelle. Er studierte die Signale von Kalziumionen 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 Freisetzen von Stoffen aus der Zelle) zu erforschen. Durch eine Kombination mit optischen Verfahren (fluorimetrischer Bestimmung) und photolytischer Manipulation von Kalziumionen konnte er den quantitativen Zusammenhang zwischen Kalziumionenkonzentration und Transmitterfreisetzung belegen.

Werdegang

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

Projekte

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

Funktionen

• Erwin Neher war Mitherausgeber mehrerer Fachzeitschriften, darunter “Cellular Physiology & Biochemistry“ und “European Journal of Physiology“.

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• 1997 Großer Verdienstorden mit Stern und Schulterband des Verdienstordens der Bundesrepublik Deutschland
• seit 1995 Mitglied im Orden „Pour le Mérite für Wissenschaften und Künste“
• seit 1994 Ausländisches Mitglied der Royal Society, London 
• 1991 Nobelpreis für Physiologie oder Medizin, gemeinsam mit Bert Sakmann
• 1991 Gerard Prize der American Neuroscience Association
• 1990 Niedersächsischer Staatspreis für Wissenschaft
• 1990 Bristol-Myers Squibb Research Award
• 1990 Hans Hellmut Vits-Preis der Universität Münster
• seit 1989 Ausländisches Mitglied der National Academy of Sciences der USA
• 1989 Internationaler Forschungspreis der Gairdner Foundation, Toronto, Kanada
• 1986 Honorarprofessor an der Universität Göttingen
• 1986 Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
• 1986 Schunck-Preis der Universität Gießen
• 1986 Fidia Research Award Lecture, Fidia Research Foundation
• 1986 Louisa Gross-Horwitz Award der Columbia University New York
• 1984 Adolf Fick-Preis der Universität Würzburg
• 1983 Spencer Award der Columbia University New York 
• 1982 Harold Lamport Award der New York Academy of Sciences
• 1982 K.C. Cole Award der American Biophysical Society
• 1979 Feldberg Award, Feldberg Foundation, London
• 1977 Nernst-Haber-Bodenstein-Preis der Deutschen Gesellschaft für physikalische Chemie
• Neher ist zudem Träger zahlreicher Ehrendoktortitel.