Extreme Light Infrastructure (ELI) gratuluje profesorovi Peteru Hegemannovi z Humboldtovy univerzity v Berlíně k získání Nobelovy ceny za fyziologii a lékařství za rok 2026. O cenu se dělí s Karlem Deisserothem a Georgem Nagelem „za jejich objevy týkající se iontových kanálů řízených světlem a optogenetiky“.
Hegemannův výzkum začal studiem chování řas citlivých na světlo. Společně s Georgem Nagelem objevil channelrhodopsin – protein, který buňkám umožňuje reagovat na světlo otevřením iontového kanálu. Tento objev položil biologický základ optogenetiky.
Vnesením channelrhodopsinu do nervových buněk Karl Deisseroth ukázal, že světlo lze využít k velmi přesnému řízení neuronální aktivity. Tato metoda se od té doby rozšířila v neurovědách k výzkumu mozkových obvodů a jejich souvislostí s chováním a nemocemi.
Profesor Hegemann i nadále zkoumá světlocitlivé proteiny, které optogenetiku umožnily, a to jako pravidelný uživatel expertních stanic pro femtosekundovou stimulovanou Ramanovu spektroskopii (FSRS) a transientní absorbanci (TA) ve výzkumném centru ELI Beamlines.
Spolupráce jeho výzkumného týmu s ELI se zaměřuje na experimenty v oblasti transientní absorbance v rozsahu od femtosekund po milisekundy v kombinaci s FSRS měřeními. Tyto techniky umožňují charakterizovat nové biologické fotoreceptory z hlediska jejich dynamiky, časové odezvy, účinnosti a mechanizmů fungování. Unikátní vlastnosti laserů v ELI umožňují sledovat různé časové škály v rámci jednoho experimentu šetrného ke spotřebě vzorků – propojují ultrafast děje na femtosekundové úrovni s chemickými procesy v řádu nanosekund až mikrosekund a s biologickou dynamikou proteinů v milisekundách.
„Lasery v ELI Beamlines pomáhají odhalovat, jak tyto molekuly fungují na té nejzákladnější úrovni,“ říká Miroslav Kloz, seniorní vědecký pracovník ELI Beamlines a vedoucí technologie FSRS. „Fungují jako ultra výkonná kamera: v jediném pokusu dokážeme zachytit děje od femtosekundového laserového impulsu až po samotnou biologickou reakci proteinu. Díky naší špičkové infrastruktuře tak společně posouváme hranice biochemie a medicíny.“
Tato spolupráce, do níž je zapojena také skupina Johna Kennise z Vrije Universiteit Amsterdam, přinesla od roku 2020 již šest společných publikací. Mezi výsledky patří například vůbec první pozorování přenosu energie z jednoho rhodopsinu na druhý, popsané v časopise Journal of the American Chemical Society v roce 2025.
Ilustrace: © The Nobel Committee for Physiology or Medicine.
