Петер Хегеман

1984 жылы жас неміс биохимигі бір жасушалы жасыл балдырдан жарыққа сезімтал ақуызды бір жылда бөліп аламын деп ойлады. Бұл іс 15 жылға созылды. Есесіне осы «қате жоспардан» оптогенетика туды. Бұл әдіс нейрондарды жарық жыпылығымен қосып-өшіруге мүмкіндік береді. 2026 жылғы 5 қазанда Берлиндегі Гумбольдт университетінің ғалымы Петер Хегеман осы еңбегі үшін медицина бойынша Нобель сыйлығын алды. Сыйлықты Георг Нагель және Карл Дейссеротпен бөлісті.

Шыққан тегі және отбасы

Хегеман 1954 жылғы 11 желтоқсанда ГФР-дің солтүстік-батысындағы Мюнстер қаласында туған, Ахенде өскен. Отбасында медицина атадан балаға жалғасқан кәсіп еді: әкесі мен шешесі, ағасы және екі атасы да дәрігер болған. Өзі басқа жолды таңдады — химияға кетті. Оқыған гуманитарлық гимназиясын ұнатпаған.

Білімі: Мюнстер, Мюнхен, Мартинсрид (1975–1984)

1975 жылы Хегеман Мюнстер университетінің химия бөліміне түсті. Екі жылдан кейін Мюнхендегі Людвиг-Максимилиан университетіне ауысып, химиядан биохимияға көшті. Оқуын 1980 жылы бітірді.

Диссертациясын Мюнхен маңындағы Мартинсридте, Макс Планк қоғамының Биохимия институтында Дитер Остерхельттің жетекшілігімен жазды. Тақырыбы — галородопсин. Бұл ақуыз жарықтың күшімен Halobacterium halobium бактериясының мембранасы арқылы хлор иондарын айдайды. Хегеман 1984 жылы қорғап, осы жұмысы үшін Макс Планк қоғамының Отто Ган медалін алды. Жарық, родопсин ақуыздары, иондар — болашақ Нобель тақырыбының бәрі осы жұмыста бар еді.

Сиракьюс және «көзі» бар балдыр (1984–1986)

1984 жылы Хегеман Nature журналынан америкалық Кен Фостер зертханасының мақаласын оқыды. Фостер көруді хламидомонада арқылы зерттеуді ұсынған. Бұл — жарыққа сезімтал «көзі» бар, жарыққа қарай жүзетін жасыл балдыр. «Жоспарымды өзгертіп, Кен Фостерге баруды ұйғардым», — деп еске алады Хегеман Journal of Clinical Investigation журналына берген сұхбатында.

1985–1986 жылдары ол Нью-Йорк штатындағы Сиракьюс университетінде жұмыс істеді. Фостер зертханасы балдырдың «соқыр» мутанттарына ретиналь қосса, олар жарықты қайта табатынын көрсетті. Ретиналь — адам көзіндегі родопсин жұмыс істейтін молекула. Демек, балдырдың да өз родопсині бар. Енді соны табу керек болды.

Мартинсрид пен Регенсбург: 15 жылдық іздеу (1986–2004)

1986–1992 жылдары Хегеман Макс Планк Биохимия институтында өз тобын басқарды. 1993 жылы Регенсбург университетінде биохимия профессоры болды да, 2004 жылға дейін сонда істеді.

Жұмыс баяу жүрді. 1991 жылы оның аспиранты Хартман Харц хламидомонададан фототоктарды — жарыққа берілетін электр жауабын тіркеді. Олар адам мен дрозофиладағыдан да жылдам болып шықты. Хегеман балдырда родопсин мен ион арнасы өте тығыз байланысқан деп болжады. «Бұл тіршілік иесінен родопсинді бір жылда тазартып аламын деп ойладым. Іс жүзінде 15 жыл кетті», — деп мойындады ол кейін.

Бұрынғы жетекшісі Остерхельт оны көп жаңалық ашқан, ерекше табанды адам деп сипаттаған.

Серпіліс: өзі ажыратқыш болатын ақуыз (2002–2003)

Шешім хламидомонада гендерінің жапондық базасынан табылды. Онда микробтық родопсиндерге ұқсас тізбектер бар еді. Хегеман биофизик Георг Нагельді шақырды. Нагель ол кезде Франкфурттағы Макс Планк Биофизика институтында істейтін, Эрнст Бамбергпен бірге зерттеу жүргізетін. Ол балдыр ақуыздарын жануар жасушаларына енгізіп, жарық түскенде не болатынын өлшеді.

Нәтиже күтпеген болды. Ақуыз сигналды тізбек бойымен жеткізбейді, өзі жарықтан ашылатын ион арнасы болып шықты. Оны каналродопсин деп атады.

• 2002 жыл — Science журналында каналродопсин-1 туралы мақала: ол протондарды өткізетін, жарықпен басқарылатын арна;
• 2003 жыл — PNAS журналында каналродопсин-2 туралы мақала: ол катиондарды өткізеді, көк жарыққа жауап береді.

Мұның маңызы неде? Осындай ақуыздың генін жүйке жасушасына енгізсең, оны жарық жыпылығымен миллисекунд дәлдігімен қоздыруға болады. 2005 жылдан бастап Стэнфордтағы Карл Дейссерот кеміргіштердің нейрондарында дәл осыны жасады. Сол 2005 жылы Хегеман каналродопсин арқылы тауық эмбриондарының қимылын жарықпен басқарғанын хабарлады. 2010 жылы Nature Methods журналы оптогенетиканы жылдың әдісі деп атады.

Бүгін осы әдіспен белгілі бір мінез-құлыққа қай нейрондар мен желілер жауап беретінін іздейді. Депрессияны, шизофренияны, Паркинсон және Альцгеймер ауруларын зерттейді. Леопольдинаның дерегінше, Хегеман тобы каналродопсиндердің «сүзгісін» өзгертіп, олар арқылы хлор иондарын өткізуді үйренді. Оның құралдарымен тышқандардағы паркинсонизм белгілерін әлсіретуге қол жетті. Клиникалық мысал да бар. Пигменттік ретинитпен ауырып, ондаған жыл көрмей келген 58 жастағы науқас оптогенетикалық емнен кейін арнайы көзілдірікпен телефонды, есікті және жаяу жүргінші өткелін ажырата бастады.

Берлин (2005 жылдан)

2005 жылдан бері Хегеман — Берлиндегі Гумбольдт университетінің эксперименттік биофизика профессоры (кей дереккөздер 2004 жылды атайды). 2012 жылдан АҚШ-тағы Говард Хьюз медицина институтының шақырылған зерттеушісі. 2015 жылдан нейроғылымдар бойынша Hertie Senior Research Professor атағына ие. Бұл — Hertie қоры қаржыландыратын жеке зерттеу кафедрасы. Ол Берлиндегі NeuroCure озық зерттеулер кластерінде жұмыс істейді. Оптобиологияға арналған жаңа ғимараттың жобасына да қатысты: ауданы шамамен 3400 шаршы метр, құны 69 млн еуроға жуық.

Оның қызығушылығы нейроғылымнан кеңірек. Дрезден техникалық университетінен Карл Леомен бірге органикалық жарық диодтарындағы жоғары ажыратымдылықты оптогенетика жобасын жүргізді. Хегеман мен әріптестері ықтимал қолданыс ретінде Паркинсон ауруын емдеуді және жүрекке арналған оптикалық ырғақ жүргізгіштерді атайды.

Марапаттары

Нобельге дейін Хегеман өз саласындағы ірі сыйлықтардың бәрін дерлік жинап үлгерді. Негізгілері:

• 1984 — Макс Планк қоғамының Отто Ган медалі;
• 2010 — биомедицина бойынша Wiley сыйлығы және Карл Хайнц Беккуртс сыйлығы;
• 2012 — Германияның Ұлттық ғылым академиясы Леопольдинаның мүшесі;
• 2013 — Лейбниц сыйлығы, медицина бойынша Луи-Жанте сыйлығы (Нагельмен бірге), The Brain Prize;
• 2014 — EMBO және Берлин-Бранденбург ғылым академиясының мүшесі;
• 2015 — Берлин ғылым сыйлығы;
• 2016 — Харви сыйлығы;
• 2018 — Гэрднер халықаралық сыйлығы (Канада) және Отто Варбург медалі;
• 2019 — Рамфорд сыйлығы және Уоррен Алперт қорының сыйлығы;
• 2020 — Шао сыйлығы;
• 2021 — іргелі медициналық зерттеулер үшін Ласкер сыйлығы, Остерхельт пен Дейссеротпен бірге;
• 2022 — Луиза Гросс Хорвиц сыйлығы, АҚШ Ұлттық ғылым академиясының және Америка өнер және ғылым академиясының шетелдік мүшесі.

Ласкер салтанатында сөйлеген сөзінде ол ғылымдағы прогресс көбіне жекелеген адамдардың тәуекелді шешімдеріне байланысты екенін айтты. Ондай шешімдердің нәтижесі кейде көп жылдан кейін ғана бағаланады.

Жеке өмірі

Жеке өмірі туралы жария мәлімет аз. Хегеманның үш баласы бар екені белгілі.

Қазір (2026 жылғы қазан)

2026 жылғы 5 қазанда Каролин институтының Нобель комитеті физиология немесе медицина бойынша сыйлықты Хегеман, Нагель және Дейссеротқа «жарыққа тәуелді ион арналары мен оптогенетикаға қатысты ашылған жаңалықтар үшін» берді. 12 млн швед кронасы үшеуіне тең бөлінеді. Хегеман 71 жаста. Нобель ассамблеясының бас хатшысы Томас Перлманның айтуынша, ғалым қатты қуанған, әсіресе сыйлықты әріптестерімен бөліскеніне риза болған.

Комитет төрағасы Пер Свеннингссон оптогенетика миды бұрын тек армандауға болатындай етіп картаға түсіруге мүмкіндік беретінін айтты. Берлиннің ғылым жөніндегі сенаторы Ина Чиборра Хегеманды құттықтап, сыйлықты әсерлі ғылыми еңбекке берілген айрықша марапат деп атады. Жаңалықтың өзі туралы толығырақ — оның серіктестерінің досьесінде: Георг Нагель және Карл Дейссерот.

Дереккөздер: Wikipedia (EN) — өмірбаяны мен марапаттары, Wikipedia (DE) — өмірбаяны, Леопольдина — Петер Хегеманның түйіндемесі, Леопольдина — академия мүшесінің профилі, Nature — оптогенетика үшін 2026 жылғы Нобель сыйлығы, Берлин сенаты — Нобель лауреатын құттықтау, Berliner Zeitung — жасыл балдыр нейроғылымды қалай өзгертті, Tagesspiegel / dpa — «жасушаға арналған ажыратқыш» үшін Нобель, Journal of Clinical Investigation — жаңалыққа апарған жол туралы сұхбат, Луи-Жанте қоры — лауреаттың өмірбаяны, Макс Планк Биохимия институты — Ласкер сыйлығы туралы, The Scientist — 2021 жылғы Ласкер сыйлығы, Einstein Center for Neurosciences — Ласкер сыйлығы, idw — Hector Fellow Academy Хегеман жұмысы туралы