Nobelpreis Chemie 2026: Nur ein Spiegelbild zählt

Wieder würdigt der Nobelpreis Entdeckungen aus der Grundlagenforschung. Doch sie sind unerlässlich dafür, neue Medikamente zu schaffen.

Einer der beiden Nobelpreisträger, Kenso Soai, bei einer Pressekonferenz in Tokio am Tag der Preisvergabe

Foto: REUTERS/Kim Kyung-Hoon

Wenn Sie in den Spiegel sehen, ziehen Sie sich am rechten Ohr. Ihr Spiegel-Ich wird nicht anders können, als Ihnen zu folgen. Nur statt am rechten zieht es sich am linken Ohr. Gewissermaßen befinden Sie sich in zwei Welten, sie sind quasi gleich – nur eben umgekehrt. Und aus der einen Welt kann niemals die andere werden.

Das Gleiche gilt für die Chemie in der realen Welt, in der wir alle leben. Die chemischen Bausteine des Lebens wurden alle auf eine Art und Weise gebaut. Dabei könnten diese Moleküle auch gespiegelt existieren. Tun sie aber nicht. Warum das so ist, darüber rätselt die Forschung.

Nun würdigt der diesjährige Chemie-Nobelpreis zwei Forschende, die eine Teilantwort dazu gefunden haben. Den ersten Durchbruch hatte 1986 der französische Forscher Henri Kagan von der Universität Paris-Sud. Auf seinen Erkenntnissen baute 1995 der Japaner Kenso Soai von der Universität Tokyo auf. Zusammen teilen sie sich das Preisgeld von 12 Millionen schwedischen Kronen, etwa eine Million Euro.

Es ist der dritte Nobelpreis diese Woche, der an wirklich grundlegende Forschungserkenntnisse gegeben wurden und die Relevanz von Grundlagenforschung unterstreicht. Es ist aber auch der dritte naturwissenschaftliche Nobelpreis diese Woche, der allein an männliche Forschende geht. Keine einzige Forscherin hat dieses Jahr eine Auszeichnung erhalten.

Von rechts- und linkshändigen Molekülen

Das Phänomen, um das es in der Forschung geht, heißt Chiralität und leitet sich von dem griechischen Wort für Hand ab. Damit lassen sich Moleküle beschreiben, die gleich, aber nicht deckungsgleich sind – wie eine rechte und eine linke Hand lassen sie sich nicht übereinander legen. Ob ein Molekül rechts- oder linkshändig ist, ist insbesondere relevant für die organische Chemie, also den Teil der Chemie rund um Kohlenstoffatome, aus denen auch alles Leben aufgebaut ist.

Grundsätzlich kann in einer chemischen Reaktion sowohl eine rechtshändige als auch linkshändige Variante vom Endprodukt entstehen. Das zeigte sich auch in den Ergebnissen in den Laborversuchen der Forschenden. Sie fanden gleichermaßen beide Varianten in ihrem Endprodukt. Lebende Organismen produzieren aber bevorzugt eine Art.

Die unterschiedlichen Varianten können in der Praxis sehr verschiedene Effekte haben. Das wurde auf besonders erschreckende Weise sichtbar mit dem Conterganskandal, der Anfang der 1960er Jahre aufgedeckt wurde.

Das Medikament, das eigentlich beruhigen sollte, schädigte Föten im Uterus schwangerer Personen, weil die spiegelverkehrte Variante eines Moleküls eine ganz andere Wirkung im Körper hatte. Es ist bei Contergan aber komplizierter: Der Körper kann die beiden Varianten der Moleküle ineinander umwandeln. Deswegen hätte es auch nicht geholfen, nur das richtige der Moleküle zu verwenden.

Was schafft die Natur, was das Labor nicht kann

Gerade deswegen haben Chemiker* und Phar­ma­zeu­t*in­nen großes Interesse daran, dass nur eine Form entsteht. Faszinierenderweise schafft der Körper das von alleine. Bei Reaktionen in lebenden Organismen produzieren diese immer wieder gezielt nur eine Spiegelvariante. Und wie hat die Natur es überhaupt geschafft, dass sie in sich immer wieder eine Variante reproduziert?

Die ersten Vermutungen dazu stellte 1953 bereits Charles Frank auf, ein theoretischer Physiker aus Großbritannien, der 1998 verstarb. Er prophezeite, dass die eine Variante des Endprodukts als Katalysator für die Reaktion dienen könnte, sodass noch mehr von der eigenen Variante entsteht.

Kagan und Soai ist es gelungen, genau solche Reaktionen zu designen und diesen Mechanismus nachzuweisen. Sie zeigten, wie in der Natur ohne externes Zutun Homochiralität entstehen kann, also allein eine Spiegelvariante. Trotzdem ist das nur ein Baustein für die Erklärung, warum die Chemie des Lebens fast einhändig ist. Noch immer gehen Forschende diesem Ursprung nach.

Besser spät als nie

Für Kagan ist der Nobelpreis wohl nochmal eine besondere Ehrung. Bereits 2001 ging ein Nobelpreis an den Fachbereich, auch da ging es darum, wie chemische Reaktionen durch einen externen Katalysator so designt werden können, dass vermehrt ein Produkt entsteht. Damals ging Kagan leer aus, obwohl er auch dafür Pionierarbeit leistete. Daraufhin schrieb, nach Berichten vom Fachmagazin Nature, sogar der französische Wissenschaftsminister einen Protestbrief an das Nobelpreiskomitee, Kagan distanzierte sich davon. Nun erhält der 95-jährige Kagan doch noch die Ehrung für sein Lebenswerk.

Mit ihren Grundlagen und Reaktionswegen prägen Kagan und Soai die Chemie und ihre Industrie. Neben Wirkstoffdesign in der Arzneiindustrie helfen die Mechanismen auch dabei, einzelne Spiegelvarianten bei der Produktion von Materialien oder sogar Parfüm zu schaffen. Die Spiegelbilder wirken nämlich nicht nur als Medikamente unterschiedlich, sie riechen auch verschieden. Vielleicht denken Sie daran, wenn Sie das nächste Mal Zitrone oder Orange riechen. Ihr Duft ist das Spiegelbild des gleichen Moleküls.