Where would we be without science and research?

Solar cells function like leaves

Michael Grätzel is a chemist who invented a new type of solar cell to convert sunlight into electricity. This is a dye-sensitised cell that mimics the natural process of photosynthesis in green plants, the sensitised dye taking on the function of chlorophyll. Unlike standard silicon cells, which are quite expensive, the ‘Grätzel’ cell can be made with relatively inexpensive materials. It therefore offers one of the most promising ways of exploiting solar energy and is especially useful for generating electricity in small installations, for example in the developing world.

Cell growth in exactly the right place and at exactly the right time to form a bodily organ

Molecular biologist Michael N. Hall discovered that the TOR protein plays a key role in determining cell growth and cell metabolism. His research led to a fundamental change in the understanding of cell growth; when sufficient building blocks (nutrients) are available, this is a highly structured, plastic process, controlled by signal paths regulated by the TOR protein. This protein plays a key role in development and ageing processes and also in many illnesses, including cancer, cardiovascular disease, diabetes and obesity. Thanks to the identification of the TOR protein, it has been possible to develop promising new treatments for these diseases.

When computers can simulate chemical processes

In 1985 physicist Michele Parrinello, along with his colleague Roberto Car, developed a method to simulate chemical reactions on a computer. Remarkably, this combined two seemingly incompatible areas of physics, namely density functional theory (DFT), used to describe electron behaviour, and molecular dynamics. Because it is not possible to determine the exact position and velocity of electrons, but this has to be known in order to simulate their movement, the two scientists developed a fictitious model with a sound mathematical basis. This method is so effective that the computer can even predict reactions in proteins. This not only means that new medical preparations and proteins can be designed, but that new types of catalysts for a range of chemical processes can be developed on a computer.

When super-computers solve insoluble problems

Physicist Daniel Loss does research into quantum phenomena in magnetic and electronic nanosystems, and is a leading expert in the field of quantum information and solid-state physics. In his ground-breaking work he has proposed a way of developing a quantum computer, super-computers that would be able to efficiently solve problems that are currently considered practically insoluble.

His findings have aroused huge interest internationally and have triggered a flood of experiments that have confirmed these theories in a remarkable way.

The important role of research in combatting bioterrorism

Françoise Gisou van der Goot is a microbiologist whose work contributes to the understanding of conformational disorders caused by the misfolding of proteins. These include chronic diseases such as cystic fibrosis and hyaline fibromatose. Professor Gisou also does research into the functioning of living organisms and their toxins that are employed as biological weapons. One such weapon is anthrax, which achieved notoriety in the anthrax attacks carried out in the immediate aftermath of the terrorist attacks of 11 September 2001. This research is vital in combatting bioterrorism.

Self-interest and altruism motivate human behaviour

In his experiments, economist Ernst Fehr, a leading exponent of behavioural economics, demonstrates that human beings are not actually homo economicus, rationally optimising their advantage. He shows that solidarity and fairness play a large role in the way economic entities act on the market. This has enormous consequences for the way in which labour markets operate. Professor Fehr’s research findings can also be applied to current economic problems such as banking bonuses or excessive state debt.

Discoveries in modern health research

Biochemist and cell biologist Ari Helenius researches the physiological mechanisms that regulate the transport of proteins in cells and ensure that proteins can be transported unharmed. He has discovered that viruses also make use of this membrane transit system in order to penetrate cells. Knowing about these mechanisms opens up the prospect of resisting viruses and thus preventing viral infections. Ari Helenius has also shown that there is a system of quality control for newly synthesised proteins. The realisation that defects in these mechanisms are the cause of certain diseases, such as cystic fibrosis and certain forms of diabetes, allows new therapeutic approaches to be developed.

Laying the foundation for fighting hereditary diseases

Molecular biologist Timothy J. Richmond has dedicated his research to decoding the structure of the nucleosome, the basic component of chromosomes, at atomic resolution. This entity, present in all living cells except bacteria and viruses, is the first packaging level of DNA, the substance that carries hereditary information. Knowing its exact structure means that we can understand the precise role of this basic structural unit and the way it functions. Richmond’s findings thus provide a basis for further investigation into gene regulation processes, and so may allow us a better understanding of why genetic malfunctions occur.

Understanding the roots of the heritage shared by Jews, Christians and Muslims

Religious historian Othmar Keel is an internationally recognised expert whose research focuses on the relationship between biblical metaphors, symbols and visions and those of neighbouring cultures. His work is important in many ways: it demonstrates a close cultural and historical relationship between the three great monotheistic religions of the ancient East, which links them not only with each other but also with the polytheism that preceded them. In addition, Keels work has revolutionised the interpretation of the Holy Scriptures of Israel, and so promotes a better understanding of the Old Testament and its place in the cultural and historical context.

“Professor Aguzzi received the award in recognition of his original and groundbreaking work in the field of degenerative diseases of the nervous system that occur as a result of a build-up of abnormal protein particles, such as modified prions.”

Die Forschungsarbeiten von Professor Aguzzi über die Erkrankungen des Nervensystems, die als Folge einer Ansammlung anormaler Eiweisspartikel – sogenannter veränderter Prionen – auftreten, haben entscheidend dazu beigetragen, die Wege des Eindringens und der Ausbreitung des Krankheitserregers im Organismus zu verstehen. Die erzielten Resultate eröffnen vielversprechende und ermutigende Perspektiven für die Früherkennung dieser schweren Krankheiten, zu denen beim Menschen die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit und beim Rind BSE zählen. Dank dieser Arbeiten können Therapie- und Präventionsmethoden ins Auge gefasst werden. Schliesslich sind Aguzzis Studien hervorragende Modelle, die zum besseren Verständnis altersbedingter Hirnerkrankungen beitragen. Wenn eines Tages eine wirksame Behandlungsmethode der Alzheimer-Krankheit Tatsache geworden ist, haben die Arbeiten von Adriano Aguzzi sicher einen wesentlichen Anteil dazu beigetragen.

“…for playing an important role in explaining the genetic and molecular mechanisms responsible for the formation of the head-tail axis in vertebrates, and, along this axis, the formation of organs such as the limbs. His work also highlights the successive recruitment of the same genes to control the distinctive processes in embryonic development over the course of animal evolution.”

Als Spezialist der Erforschung der Mechanismen, die für die Festlegung der grossen Körperachsen und die Bildung der Glieder bei der Maus verantwortlich sind, hat Denis Duboule internationale Berühmtheit erlangt. Ihm und seinem Team ist der Beweis gelungen, dass die Gene, die diese Vorgänge lenken, auf dem Chromosom in derselben Reihenfolge angeordnet sind wie ihre Wirkungsbereiche entlang der Körperachse von Kopf bis Schwanz und dass diese Reihenfolge gleichzeitig der zeitlichen Sequenz ihrer Aktivierung im Laufe der embryonalen Entwicklung entspricht. Diese Arbeiten stimmen mit analogen Beobachtungen bei anderen Organismen überein und bestätigen die Ähnlichkeit der Regulation der Entwicklungsmechanismen quer durch das ganze Tierreich.

“In recognition of the originality of his pioneering work in understanding the visual systems of insects, which led to innovative concepts in neuroscience and behavioural biology.”

Rüdiger Wehner zählt zur Weltspitze der Verhaltensbiologen. Hauptthema seiner Forschung sind Verhaltensmuster, die durch visuelle Stimulation ausgelöst werden. An der Wüstenameise Cataglyphis untersucht er, wie sich dieses Insekt mittels polarisiertem Sonnenlicht im ultravioletten Bereich in einer vollständig leeren Landschaft orientieren kann. Dank seiner präzisen Fragestellungen und innovativen experimentellen Ansätze ist es ihm und seinem Team gelungen zu verstehen, wie das winzige Gehirn (nur 0.1 Milligramm Gewicht!) dieser Tiere äusserst komplexe visuelle Informationen wahrnehmen und verarbeiten kann, damit die Ameise nach jedem Jagdfeldzug schnell zurück ins Nest gelangt, bevor sie der Hitze zum Opfer fällt. Wehner führt seine verhaltensbiologischen Experimente in der Tradition eines Karl von Frisch und Konrad Lorentz durch, ergänzt diese aber mit modernen Techniken aus der Biochemie, der Molekularbiologie, der Biophysik, der Robotik und der Informatik. Dieses multidisziplinäre Vorgehen ermöglicht neue Erkenntnisse, was zur Revision etablierter Vorstellungen führt. Er hat auf diese Weise Grundmechanismen des Nervensystems erforscht, die wiederum Aufschluss über die Evolution des Gehirns höherer Organismen wie die des Menschen geben.

“For fundamentally overhauling the study of medieval philosophy and its history through an innovative and interdisciplinary methodological approach which highlights the important contribution of secular and non-academic circles.”

Die Geschichte der Philosophie des Mittelalters wird aufgrund von Dokumenten und Manuskripten geschrieben, die zuerst übertragen, herausgegeben und gemäss den Regeln der Schriftgelehrten übersetzt werden müssen, um daraus philologisch ausgearbeitete Objekte zu machen. Der nächste Schritt besteht darin, diese Objekte ihrer Epoche zurückzugeben: Ein Text entspringt in der Tat nicht dem Nichts, erst in einem Zusammenhang nimmt er Gestalt an. Die Argumente, Überlegungen und Systeme der Philosophen haben nie im leeren Raum existiert, sondern in einer realen Gesellschaft mit ihren Spannungen und Widersprüchen: Männer und Frauen, Geistliche und Laien, Mächtige und Bescheidene, Guelfen und Ghibellinen… Auch das Projekt von Ruedi Imbach führt den Gedanken an seinen Geburtsort zurück. Auf einen Schlag tauchen die Ziele auf, verkörpert sich die Metaphysik, und die intellektuelle Landschaft wird verfeinert, sogar feminisiert. Die Debatten nehmen ihren Lauf. Im europäischen mittelalterlichen Wissen rückt Imbach alles, was von den Völkern und den sozialen Randgruppen geleistet wurde, ins rechte Licht. Man denkt zuerst an den Orient und insbesondere an die arabischen Philosophen, die die aristotelischen Grundlagen der mittelalterlichen Philosophie entscheidend bereichert haben. Man denkt aber auch an die Laien, Männer und Frauen, die dank ihrer Verbundenheit mit den Gewohnheiten der Zivilgesellschaft und des Gebrauchs der Volkssprache, deren vielfältigen Reichtum Imbach aufzeigt, dem klerikalen Modell eine andere Form der Philosophie zur Seite gestellt haben.

“Professor Seebach’s inexhaustible ingenuity and remarkable productivity make him one of the great names in contemporary organic chemistry. Among other things, Professor Seebach invented sustainable and gentle methods of organic synthesis that are now widely used in the chemical, pharmaceutical and agroindustrial sectors.”

Die Bandbreite der Forschungsaktivitäten des Preisträgers belegen zwei exemplarische Arbeiten: Seebach hat als Erster die Struktur einer neuen Familie bakterieller Biopolymere, den Poly-β-hydroxy-alkanoaten, gründlich analysiert und diese Polymere auch synthetisiert. Er konnte die wichtige Rolle dieser Substanzen bei der Steuerung des Mineralaustausches zwischen den Bakterien und deren Umfeld nachweisen. Zudem gelang es ihm, Ionenkanäle vollständig zu synthetisieren, die denjenigen bakterieller Zellen sehr ähnlich sind. Ein anderes Arbeitsfeld ist jenes der β-Peptide. Diese Moleküle, die den natürlichen Eiweissmolekülen gleichen, eröffnen der Pharmakologie völlig neue Perspektiven. Schliesslich hat S. wertvolle Beiträge auf dem Gebiet der für die Pharmaindustrie äusserst wichtigen stereospezifischen Synthese geleistet. Sein Konzept der “Umpolung” ist sogar unter diesem deutschen Namen als Fachausdruck von den englischen und französischen Wissenschaftssprachen übernommen worden. Ohne Zweifel hat S. die organische Chemie des 20. Jahrhunderts stark geprägt.

“…awarded in recognition of their pioneering and fundamental work in the field of human rights and international law, and their dedication and commitment to putting the findings of their research into practice.”

Die beiden diesjährigen Preisträger, Jörg Paul Müller und Luzius Wildhaber, haben ihr wissenschaftliches Lebenswerk den Menschenrechten gewidmet. Sie gehören auf diesem Gebiet zu den bedeutendsten Rechtswissenschaftern der Schweiz und Europas. Ihre wissenschaftlichen Beiträge sind ohne Zweifel von grossem Interesse für das Leben der Menschen in der Gemeinschaft. Ihr Werk hat Gemeinsamkeiten, zeigt aber auch je eigene Merkmale, die sich ergänzen.

Menschenwürde und Menschenrechte, Grundfreiheiten und Grundrechte, und deren Schutz durch die Verfassung – das sind Schlüsselbegriffe in Jörg Paul Müllers Werk. Immer wieder stellte er die Frage, wie ein rechtliches Problem im Lichte der Grundrechte der Verfassung und auch der Demokratie anzugehen ist. Er führte dabei die lange Tradition der schweizerischen Staatsrechtslehre fort, politologische Fragestellungen mitzuberücksichtigen, und erweiterte sie um die Gesellschaftstheorie. Schon mit seiner Habilitationsschrift zum Vertrauensschutz im Völkerrecht griff Jörg Paul Müller Aspekte des europäischen und des weltweiten Rechts auf. Im Rahmen seiner rechtsphilosophischen Auseinandersetzung mit Kant begründete er dann neue Überlegungen zur Rechtsentwicklung in einer sich globalisierenden, vom Nationalstaate sich lösenden Rechtswelt.

Als Rechtswissenschafter hat sich Luzius Wildhaber mit vier Schwerpunkten auseinandergesetzt. Zum einen ist es das schweizerische Staatsrecht und dann die Verfassungsvergleichung, mit der er sich seit seiner Habilitationsschrift befasst hat. Ein dritter Bereich betraf die rechtlichen Aspekte des Umweltschutzes. Und schliesslich bilden wohl die Grundlagen des nationalen und internationalen Menschrechtsschutzes das Schwergewicht in seinen rechtswissenschaftlichen Leistungen. Hier trifft er sich auch mit Jörg Paul Müller. Zusammen haben sie 1977 ein sehr bedeutendes Grundlagenwerk verfasst, die «Praxis des Völkerrechts», ein Standardwerk, das 1982 in zweiter und 1995 in dritter Auflage weitergeführt worden ist.

“…awarded in recognition of their pioneering and fundamental work in the field of human rights and international law, and their dedication and commitment to putting the findings of their research into practice.”

Die beiden Preisträger von 1999, Jörg Paul Müller und Luzius Wildhaber, haben ihr wissenschaftliches Lebenswerk den Menschenrechten gewidmet. Sie gehören auf diesem Gebiet zu den bedeutendsten Rechtswissenschaftern der Schweiz und Europas. Ihre wissenschaftlichen Beiträge sind ohne Zweifel von grossem Interesse für das Leben der Menschen in der Gemeinschaft. Ihr Werk hat Gemeinsamkeiten, zeigt aber auch je eigene Merkmale, die sich ergänzen.

Menschenwürde und Menschenrechte, Grundfreiheiten und Grundrechte, und deren Schutz durch die Verfassung – das sind Schlüsselbegriffe in Jörg Paul Müllers Werk. Immer wieder stellte er die Frage, wie ein rechtliches Problem im Lichte der Grundrechte der Verfassung und auch der Demokratie anzugehen ist. Er führte dabei die lange Tradition der schweizerischen Staatsrechtslehre fort, politologische Fragestellungen mitzuberücksichtigen und erweiterte sie um die Gesellschaftstheorie. Schon mit seiner Habilitationsschrift zum Vertrauensschutz im Völkerrecht griff Jörg Paul Müller Aspekte des europäischen und des weltweiten Rechts auf. Im Rahmen seiner rechtsphilosophischen Auseinandersetzung mit Kant begründete er dann neue Überlegungen zur Rechtsentwicklung in einer sich globalisierenden, vom Nationalstaate sich lösenden Rechtswelt.

Als Rechtswissenschafter hat sich Luzius Wildhaber mit vier Schwerpunkten auseinandergesetzt. Zum einen ist es das schweizerische Staatsrecht und dann die Verfassungsvergleichung, mit der er sich seit seiner Habilitationsschrift befasst hat. Ein dritter Bereich betraf die rechtlichen Aspekte des Umweltschutzes. Und schliesslich bilden wohl die Grundlagen des nationalen und internationalen Menschrechtsschutzes das Schwergewicht in seinen rechtswissenschaftlichen Leistungen. Hier trifft er sich auch mit Jörg Paul Müller. Zusammen haben sie 1977 ein sehr bedeutendes Grundlagenwerk verfasst, die «Praxis des Völkerrechts», ein Standardwerk, das 1982 in zweiter und 1995 in dritter Auflage weitergeführt worden ist.

“…awarded in recognition of his pioneering and fundamental work in the field of mathematical physics, in particular in describing phase transitions, electron localisation and the Quantum Hall effect.”

Oberstes Ziel des Marcel-Benoist-Preises ist und bleibt es, Arbeiten ausserordentlicher Qualität auszuzeichnen. Der heutige Preisträger, Herr Prof. Dr. Jürg Fröhlich, erfüllt diese Bedingung in vollkommener Weise. Aus den eingeholten Gutachten geht nämlich hervor, dass er zur Spitze der führenden mathematischen und theoretischen Physiker unserer Zeit gehört und dass seine Arbeiten eine enorme Ausstrahlung geniessen. Ferner wurde hevorgehoben, dass der Preisträger gerade heute mitten in einer bemerkenswert schöpferischen Phase seines Schaffens steht, was ihn aber nicht daran hindert, einen grossen Teil seiner Zeit seinen Studenten zu widmen.

“…for being the first to detect a planet outside our solar system orbiting around the star 51 Pegasi and in recognition of his significant theoretical work and the development of instruments that made the discovery possible.”

Die Arbeiten von Michel Mayor entsprechen dem Profil einer qualitativ hochstehenden Forschung besonders gut. Gemäss den konsultierten Experten ist die Entdeckung des ersten Planeten ausserhalb des Sonnensystems kein Zufall, sondern das Ergebnis bemerkenswerter, mehrjähriger theoretischer Fortschritte und ausgeklügelter technischer Entwicklungen. Zwar bestätigt die Entdeckung eines Planeten auf einer Umlaufbahn um den Stern Pegasus 51 in gewisser Weise die theoretischen Voraussagen, stellt aber auch frühere Gewissheiten in Frage: Gemäss den Experten machen die unerwarteten Eigenschaften dieses Planeten eine tief greifende Überarbeitung der Modelle zur Beschreibung der Entstehung von Planetensystemen erforderlich. Die nachfolgende Entdeckung von rund zehn weiteren extrasolaren Planeten dank der von Mayor und seinen Mitarbeitern entwickelten Methodik zeugt ebenfalls vom grossen Einfluss dieser Arbeiten auf die Astronomie im Allgemeinen. Schliesslich ist bekannt, wie sehr diese Entdeckung für Kontroversen gesorgt hat – eine gesunde und lebendige Diskussion übrigens, in der besten Tradition der wissenschaftlichen Auseinandersetzung auf höchstem Niveau.

“…for his pivotal work in explaining the biochemical and molecular mechanisms that control the balance of water and mineral salts in the cells of living organisms. Professor Rossier’s work is a prime example of the unexpected impact that basic research can have on solving clinical issues: understanding the structure and function of the specialised ducts in the cellular membrane that control the transfer of sodium shed new light on the development of arterial hypertension and its treatment.”

Bernard Rossier untersuchte vor allem zwei Natriumtransporter: eine Natriumpumpe, die (Na+, K+)/ATPase, und den Amilorid empfindlichen Natriumkanal. Dank der Kombination von Techniken aus der Molekularbiologie und der Zellphysiologie konnte er die Struktur dieser beiden Komplexe auflösen, die beide aus mehreren Proteinuntereinheiten bestehen. Es ist ihm auch gelungen, ihre veränderten Formen in seltenen Fällen genetisch bedingten arteriellen Bluthochdrucks zu beschreiben. So ist beispielsweise der Bluthochdruck im Zusammenhang mit dem Liddle-Syndrom auf die anhaltende und autonome Wirkung des Amilorid empfindlichen Kanals zurückzuführen, was gleichzeitig auch die spektakuläre therapeutische Wirkung dieser Substanz bei diesen Patienten erklärt. Obwohl sich das medizinische Interesse dieser Entdeckung auf eine kleine Gruppe von Patienten mit dem Liddle-Syndrom beschränkt, erweitert der dank dieser Arbeit gelungene Nachweis der unkontrollierten Wirkung eines Natriumkanals als Ursache von Bluthochdruck unsere Kenntnisse über die Mechanismen, die diese Anomalie hervorrufen können und ermöglicht neue therapeutische Ansätze bei den sehr viel häufigeren, nicht erblichen Formen.

“To mark its 75^th anniversary, the Marcel-Benoist Foundation not only recognised two scientists for the excellence and originality of their work, but also two individuals for their tireless commitment to the promotion of scientific research. By setting up a number of outstanding research institutes, championing generous and sustainable financial support and advocating sound succession planning, they played a key role in creating favourable conditions for the development of world-class research activities in Switzerland.”

Als Wissenschaftler machte sich Henri Isliker durch seine Leistungen auf dem Gebiet der experimentellen Immunologie (Antikörper- und Proteinreinigung mittels Antikörpern, biochemische und funktionelle Analyse der Komplementsystems) und deren Anwendung bei der Krebsimmuntherapie einen Namen, während Alfred Pletscher in der Neurophysiologie und Neuropharmakologie grundlegende Erkenntnisse gewann, die zur Entwicklung zahlreicher, heute bei neurologischen wie psychischen Störungen unentbehrlicher Medikamente führten. Beide Preisträger traten stets für eine grosszügige und nachhaltige Unterstützung der wissenschaftlichen Forschung ein – innerhalb des Schweizerischen Nationalfonds ebenso wie in anderen staatlichen und privaten Institutionen. Desgleichen gründeten beide mehrere Forschungsinstitute, die sie mit jener Art von dynamischen Strukturen zu versehen wussten, wie sie nötig sind, um junge Forscher, namentlich die besten unter ihnen, in ihrer Karriere zu fördern. So verdanken wir Henri Isliker die Ludwig-Institute für Krebsforschung, die im Kampf gegen diese Krankheit weltweit nach deren Ursachen und Mechanismen forschen, sowie das Schweizerische Institut für experimentelle Krebsforschung (ISREC), das Institut für Biochemie der Universität Lausanne und das Immunologische Forschungs- und Schulungszentrum der WHO, alle in Epalinges sur Lausanne. Alfred Pletscher seinerseits legte den Grundstein für das Basel Institute for Immunology, das Roche Institute of Molecular Biology in Nutley im US-Staat New Jersey, das Biozentrum der Universität Basel und das Zentrum für Lehre und Forschung der medizinischen Fakultät der Universität Basel.

“To mark its 75^th anniversary, the Marcel-Benoist Foundation not only recognised two scientists for the excellence and originality of their work, but also two individuals for their tireless commitment to the promotion of scientific research. By setting up a number of outstanding research institutes, championing generous and sustainable financial support and advocating sound succession planning, they played a key role in creating favourable conditions for the development of world-class research activities in Switzerland.”

Als Wissenschaftler machte sich Henri Isliker durch seine Leistungen auf dem Gebiet der experimentellen Immunologie (Antikörper- und Proteinreinigung mittels Antikörpern, biochemische und funktionelle Analyse der Komplementsystems) und deren Anwendung bei der Krebsimmuntherapie einen Namen, während Alfred Pletscher in der Neuophysiologie und Neuropharmakologie grundlegende Erkenntnisse gewann, die zur Entwicklung zahlreicher, heute bei neurologischen wie psychischen Störungen unentbehrlicher Medikamente führten. Beide Preisträger traten stets für eine grosszügige und nachhaltige Unterstützung der wissenschaftlichen Forschung ein – innerhalb des Schweizerischen Nationalfonds ebenso wie in anderen staatlichen und privaten Institutionen. Desgleichen gründeten beide mehrere Forschungsinstitute, die sie mit jener Art von dynamischen Strukturen zu versehen wussten, wie sie nötig sind, um junge Forscher, namentlich die besten unter ihnen, in ihrer Karriere zu fördern. So verdanken wir Henri Isliker die Ludwig-Institute für Krebsforschung, die im Kampf gegen diese Krankheit weltweit nach deren Ursachen und Mechanismen forschen, sowie das Schweizerische Institut für experimentelle Krebsforschung (ISREC), das Institut für Biochemie der Universität Lausanne und das Immunologische Forschungs- und Schulungszentrum der WHO, alle in Epalinges sur Lausanne. Alfred Pletscher seinerseits legte den Grundstein für das Basel Institute for Immunology, das Roche Institute of Molecular Biology in Nutley im US-Staat New Jersey, das Biozentrum der Universität Basel und das Zentrum für Lehre und Forschung der medizinischen Fakultät der Universität Basel.

How neuroscience can help to regenerate the brain and spinal cord following injury

Martin E. Schwab, neuroscientist at the University of Zurich, conducts research into cell biology and the molecular mechanisms of nerve fibre growth, in particular during the regeneration of damaged nerve fibres in the spinal cord and brain, and in relation to structural plasticity in the adult central nervous system. His research focuses on the temporary deactivation of the nerve-growth inhibiting Nogo protein using antibodies; the aim being to help paraplegics.

“[…] for his groundbreaking work on genetics and the intracellular transport mechanisms of mitochondrial proteins encoded in nuclear DNA.”

Da die Mitochondrien eigenes Erbmaterial (DNS) besitzen, können sie einen Teil ihrer Proteine selber herstellen. Der grössere Rest der benötigten Eiweiss-Bausteine wird aber von der Zellkern-DNS codiert, von den Ribosomen im Cytoplasma synthetisiert und anschliessend von verschiedenen Trägermolekülen zum Bestimmungsort in die Mitochondrien gebracht. Bei diesem Proteintransport werden die einzelnen Eiweissmoleküle durch spezifische Signale an ihrer Oberfläche von den Rezeptoren der Mitochondrien erkannt und in das Innere der Organellen eingeschleust. Zum Verständnis dieser Prozesse habe S., so betonen die Gutachter, mit seinen Forschungen Entscheidendes beigetragen.

“[…] for his pioneering work on bioorganic stereochemistry, an area he played a key role in developing.”

Die bioorganische Stereochemie, als deren Pionier Arigoni gilt, untersucht u.a. das unterschiedliche Verhalten von Spiegelbildern chiraler Moleküle (Enantiomere). Arigoni interessierte sich speziell für die Stereochemie von enzymatischen Reaktionen, also für die Mechanismen, mit denen Enzyme den Aufbau komplizierter Moleküle steuern. Im Urteil der Gutachter war die Aufklärung der Biosynthese des Pilzmetaboliten Pleuromutilin mittels Isotopenmarkierung eine erste überragende Leistung Arigonis, die ihm bereits Ende der 60er-Jahre gelang. Daneben widmete er sich der Abklärung des Verlaufs enzymatischer Reaktionen an Methylgruppen. Da eine Methylgruppe mit ihren drei gleichwertigen Wasserstoffatomen symmetrisch (achiral) ist, war vorerst ein ‘Trick’ notwendig, um sie überhaupt auf chirales Verhalten hin untersuchen zu können. Arigoni ersetzte zwei der drei Wasserstoffatome gleichzeitig durch Deuterium und Tritium (überschweren Wasserstoff), wodurch die Methylgruppe asymmetrisch (chiral) wurde. Mit dem Meisterstück der Synthese und Analyse der chiralen Essigsäure (gleichzeitig mit Cornforth), die als Markierungsmolekül verwendet werden konnte, sei der Einblick in die Dynamik enzymatischer Abläufe wesentlich erweitert worden. Im weiteren lieferte Arigoni namhafte Beiträge zur Aufklärung von Biosynthese und Wirkungsweise des Vitamins B12.

Furthering the understanding of vital processes

Kurt Wüthrich, biophysicist at the ETH Zurich, conducts research into the development of nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy to determine the three-dimensional structure of biological macromolecules. His work has led to the application of NMR to proteins. The ability to detect proteins, to analyse them in detail and examine their three-dimensional structure in solution has furthered the understanding of life processes and revolutionised the development of new cures. New and promising applications are also continually being reported in other areas, for example, in food inspection and the early diagnosis of breast and prostate cancer.

“The award was presented for their outstanding and internationally renowned research activities aimed at solving current environmental issues.”

In Erkenntnis der Wechselwirkung Atmosphäre-Boden-Gewässer habe sich S. als einer der ersten Wissenschaftler mit den natürlichen und anthropogenen Stoffkreisläufen befasst und diese als Schlüsselgrössen zur Beurteilung künftiger Entwicklungen erkannt. Es sei ihm zudem hervorragend gelungen, seine Grundlagenforschung zur Chemie der Gewässer – z.B. hydrogeochemische Kreisläufe von Schwermetallen oder von Nährstoffen wie Phosphat – im Bereich des technischen Umweltschutzes umzusetzen.

“The award was presented for their outstanding and internationally renowned research activities aimed at solving current environmental issues.”

Ein erster Schwerpunkt in Oeschgers Werk ist die Klimageschichte der letzten 50 000 Jahre. Durch Messungen von 18O, CO2 und 14C an polaren Eisproben konnte er die Geschichte der globalen Temperatur und der atmosphärischen CO2-Konzentration rekonstruieren. Er habe dabei, betonen die Gutachten, als einer der frühesten erkannt, dass Polareis ein einzigartiges Archiv von Klima- und Umweltgeschichte darstelle. Ein zweiter Schwerpunkt ist der CO2-Kreislauf. Hier sei es ihm gelungen, die derzeitige Aufnahme von CO2 durch den Ozean elegant und überzeugend zu modellieren und das Modell mit 14C-Messungen zu kalibrieren. Angesichts der drohenden Klimakatastrophe stehe die überragende praktische Bedeutung von Oeschgers Forschungsergebnissen für beide Bereiche ausser Frage.

“The award was presented for their outstanding and internationally renowned research activities aimed at solving current environmental issues.”

Messerlis frühe Ausrichtung auf die Erforschung der Wechselbeziehung Mensch-Umwelt-Raum sei als eigentliche Pioniertat zu werten. Mit dieser Weichenstellung, so die Gutachten, habe er sich in einer Zeit mit der Thematik der ökologischen Früherkennung befasst, als diese noch gar nicht zur Diskussion gestanden habe. Im Einzelnen hervorgehoben werden seine Forschungen über die Gestaltung und den Schutz von Gebirgslandschaften (Alpen, Afrika, Himalaya) sowie seine Tätigkeit als wissenschaftlicher Berater und Initiator von Forschungsprogrammen im Bereich der Entwicklungsplanung und des Ressourcenmanagements.

“[…] for developing a sequence of programming languages, which enabled innovative concepts in structured programming and which had a lasting impact on the use of computers in various fields across the world and in all domains.”

Wirth konzipierte und entwickelte die Programmiersprachen PASCAL, MODULA-2 und OBERON. Alle drei seien herausragend bezüglich ihrer logischen Konsequenz, so die Gutachter, und deshalb richtungsweisend für die gesamte Computersprachen-Entwicklung. Eine besonders weite internationale Verbreitung habe PASCAL gefunden. W. habe damit eine konsistente ‘Schulsprache’ geschaffen, die mit ihren Strukturierungsschemen Array, Record, Set und File zu einer strukturierten Programmierung hinführe.

“For developing a widely-used method to separate and characterise proteins and for his outstanding research into the structure of cell nuclei.”

Ein erster Bereich von L.s preisgekröntem Werk umfasst seine Beiträge zur molekularbiologischen Methodologie. Das SDS-PAGE-System nach L. gilt als das am weitesten verbreitete System der Proteinanalytik mittels Gelelektrophorese. Mit diesem Verfahren kann ein Gemisch verschiedener Eiweisse ihrer Grösse nach aufgetrennt werden, indem bei Anlegung einer elektrischen Spannung in pudding-artigem Gel die Wanderungsgeschwindigkeit der Proteine in Abhängigkeit ihrer Grösse zu beobachten ist. Kaum ein medizinisches oder biologisches Forschungslabor komme heute, so die Gutachter, ohne diese Standardmethode zur Bestimmung des Molekulargewichts von Proteinen aus. Der zweite Bereich betrifft L.s Forschungen zum Aufbau des Zellkerns und zur Struktur der Chromosomen. Durch eine Kombination elektronenmikroskopischer und biochemischer Untersuchungen konnte er zeigen, dass die Zellkernsubstanz (DNS) in der Form von Fadenschlingen (Laemmli loops) an einem Eiweissgerüst festgemacht ist.

“For their outstanding work developing a new kind of trauma surgery that has helped thousands of patients recover more quickly and without complications or long-term effects and is now used throughout the world.”

Die Errungenschaften der Preisträger für eine moderne Knochenbruchbehandlung wurden als Beginn einer neuen Ära, als eigentliche Revolution eingestuft. Die Operation von Knochenbrüchen war zwar schon seit Jahrzehnten bekannt, war aber mit gravierenden Mängeln behaftet (z.B. Probleme der Asepsis, ungenügende Implantate, Schäden an Knochen und Gelenkknorpeln). Bei der von der Arbeitsgemeinschaft entwickelten Methode der Osteosynthese werden die Knochenfragmente in ihrer korrekten Stellung fest miteinander verschraubt, genagelt oder durch Platten miteinander verbunden. Dadurch wird die Wiederherstellung der anatomischen Form des Knochens gewährleistet, und die langwierige Ruhigstellung in Gips, verbunden mit Muskelschwund und Gelenkversteifungen, fällt weg: die Muskeln können sofort wieder betätigt und die frakturnahen Gelenke bewegt oder sogar belastet werden. Liegezeit, Behandlungsdauer und Rentenhäufigkeit nach Knochenbrüchen wurden auf diese Weise drastisch gesenkt. Die Preisträger schufen die Voraussetzung ihrer verbesserten Operationstechnik mit der Entwicklung und ständigen Optimierung geeigneter Implantate und Instrumentarien sowie der Standardisierung bzw. einheitlichen Klassifizierung der jeweiligen Operationen. Grosses Gewicht wird bei der AO auf eine lückenlose Dokumentation aller Operationen gelegt sowie auf die Weitergabe des Wissens an Zehntausende von Chirurgen in internationalen Schulungskursen.

Die Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen (AO) wurde 1958 von 13 Schweizer Chirurgen und Orthopäden gegründet. 1984 Umwandlung in eine international orientierte Stiftung, zu der u.a. ein Dokumentationszentrum (Bern) und ein Laboratorium für experimentelle Chirurgie (Davos) gehören.

“For their extraordinary work developing a new kind of trauma surgery that has helped thousands of patients recover more quickly and without complications or long-term effects and is now used throughout the world.”

Die Errungenschaften der Preisträger für eine moderne Knochenbruchbehandlung wurden als Beginn einer neuen Ära, als eigentliche Revolution eingestuft. Die Operation von Knochenbrüchen war zwar schon seit Jahrzehnten bekannt, war aber mit gravierenden Mängeln behaftet (z.B. Probleme der Asepsis, ungenügende Implantate, Schäden an Knochen und Gelenkknorpeln). Bei der von der Arbeitsgemeinschaft entwickelten Methode der Osteosynthese werden die Knochenfragmente in ihrer korrekten Stellung fest miteinander verschraubt, genagelt oder durch Platten miteinander verbunden. Dadurch wird die Wiederherstellung der anatomischen Form des Knochens gewährleistet, und die langwierige Ruhigstellung in Gips, verbunden mit Muskelschwund und Gelenkversteifungen, fällt weg: Die Muskeln können sofort wieder betätigt und die frakturnahen Gelenke bewegt oder sogar belastet werden. Liegezeit, Behandlungsdauer und Rentenhäufigkeit nach Knochenbrüchen wurden auf diese Weise drastisch gesenkt. Die Preisträger schufen die Voraussetzung ihrer verbesserten Operationstechnik mit der Entwicklung und ständigen Optimierung geeigneter Implantate und Instrumentarien sowie der Standardisierung bzw. einheitlichen Klassifizierung der jeweiligen Operationen. Grosses Gewicht wird bei der AO auf eine lückenlose Dokumentation aller Operationen gelegt sowie auf die Weitergabe des Wissens an Zehntausende von Chirurgen in internationalen Schulungskursen.

Die Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen (AO) wurde 1958 von 13 Schweizer Chirurgen und Orthopäden gegründet. 1984 Umwandlung in eine international orientierte Stiftung, zu der u.a. ein Dokumentationszentrum (Bern) und ein Laboratorium für experimentelle Chirurgie (Davos) gehören.

“For their extraordinary work developing a new kind of trauma surgery that has helped thousands of patients recover more quickly and without complications or long-term effects and is now used throughout the world.”

Die Errungenschaften der Preisträger für eine moderne Knochenbruchbehandlung wurden als Beginn einer neuen Ära, als eigentliche Revolution eingestuft. Die Operation von Knochenbrüchen war zwar schon seit Jahrzehnten bekannt, war aber mit gravierenden Mängeln behaftet (z.B. Probleme der Asepsis, ungenügende Implantate, Schäden an Knochen und Gelenkknorpeln). Bei der von der Arbeitsgemeinschaft entwickelten Methode der Osteosynthese werden die Knochenfragmente in ihrer korrekten Stellung fest miteinander verschraubt, genagelt oder durch Platten miteinander verbunden. Dadurch wird die Wiederherstellung der anatomischen Form des Knochens gewährleistet, und die langwierige Ruhigstellung in Gips, verbunden mit Muskelschwund und Gelenkversteifungen, fällt weg: die Muskeln können sofort wieder betätigt und die frakturnahen Gelenke bewegt oder sogar belastet werden. Liegezeit, Behandlungsdauer und Rentenhäufigkeit nach Knochenbrüchen wurden auf diese Weise drastisch gesenkt. Die Preisträger schufen die Voraussetzung ihrer verbesserten Operationstechnik mit der Entwicklung und ständigen Optimierung geeigneter Implantate und Instrumentarien sowie der Standardisierung bezw. einheitlichen Klassifizierung der jeweiligen Operationen. Grosses Gewicht wird bei der AO auf eine lückenlose Dokumentation aller Operationen gelegt sowie auf die Weitergabe des Wissens an Zehntausende von Chirurgen in internationalen Schulungskursen.

Die Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen (AO) wurde 1958 von 13 Schweizer Chirurgen und Orthopäden gegründet. 1984 Umwandlung in eine international orientierte Stiftung, zu der u.a. ein Dokumentationszentrum (Bern) und ein Laboratorium für experimentelle Chirurgie (Davos) gehören.

“In recognition of their exemplary research in the field of high-temperature superconductors. This breakthrough opened up new and unexpected possibilities in electrical engineering and microelectronics.”

1911 entdeckte Kamerlingh Onnes die Supraleitung: Quecksilber, bei Zimmertemperatur ein schlecht leitendes Metall, leitet elektrischen Strom ohne Widerstand, wird es auf eine Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt (etwa -273 Grad) heruntergekühlt. Jahrelang wurde mit verschiedenen Metalllegierungen versucht, die ‘Sprungtemperatur’ – die Temperatur, bei der eine Verbindung supraleitend wird – zu erhöhen, da man annahm, nur ein sehr dichtes Material könne supraleitend wirken. M. und B. hingegen machten seit 1983 Versuche mit pulvrigen Oxydverbindungen und erzielten schliesslich im Januar 1986 den Durchbruch, indem sie mit einer Verbindung aus Lanthan, Barium, Kupfer und Sauerstoff die Sprungtemperatur auf -238 Grad anheben konnten. Ein grosser Vorteil der höheren Temperaturen, die seither erzielt worden sind, liegt darin, dass zur Kühlung nicht mehr das teure flüssige Helium verwendet werden muss, sondern diese mit dem viel billigerem flüssigen Stickstoff vorgenommen werden kann. Die Idee der beiden gab in der Folge Anlass zu einem wahren Wettlauf auf Verbindungen ähnlicher Art, da man sich in der ersten Euphorie ungeahnte Anwendungsmöglichkeiten versprach. Genau dieser breiten technischen und kommerziellen Anwendbarkeit sind aber bislang Grenzen gesetzt: So ist es beispielsweise schwierig, das spröde Material zu verarbeiten, ohne dass dabei die Supraleitung verloren geht.

“In recognition of their exemplary research in the field of high-temperature superconductors. This breakthrough opened up new and unexpected possibilities in electrical engineering and microelectronics.”

1911 entdeckte Kamerlingh Onnes die Supraleitung: Quecksilber, bei Zimmertemperatur ein schlecht leitendes Metall, leitet elektrischen Strom ohne Widerstand, wird es auf eine Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt (etwa -273 Grad) heruntergekühlt. Jahrelang wurde mit verschiedenen Metalllegierungen versucht, die ‘Sprungtemperatur’ – die Temperatur, bei der eine Verbindung supraleitend wird – zu erhöhen, da man annahm, nur ein sehr dichtes Material könne supraleitend wirken. M. und B. hingegen machten seit 1983 Versuche mit pulvrigen Oxydverbindungen und erzielten schliesslich im Januar 1986 den Durchbruch, indem sie mit einer Verbindung aus Lanthan, Barium, Kupfer und Sauerstoff die Sprungtemperatur auf -238 Grad anheben konnten. Ein grosser Vorteil der höheren Temperaturen, die seither erzielt worden sind, liegt darin, dass zur Kühlung nicht mehr das teure flüssige Helium verwendet werden muss, sondern diese mit dem viel billigerem flüssigen Stickstoff vorgenommen werden kann. Die Idee der beiden gab in der Folge Anlass zu einem wahren Wettlauf auf Verbindungen ähnlicher Art, da man sich in der ersten Euphorie ungeahnte Anwendungsmöglichkeiten versprach. Genau dieser breiten technischen und kommerziellen Anwendbarkeit sind aber bislang Grenzen gesetzt: So ist es beispielsweise schwierig, das spröde Material zu verarbeiten, ohne dass dabei die Supraleitung verloren geht.

“[…] for his contributions to the development of nuclear magnetic resonance spectroscopy, which played a key role in new findings in chemistry, biology and physics and is now used as spin tomography in medicine as an imaging diagnostic instrument without radiation.”

Die Kernresonanz-Spektroskopie (NMR für Nuclear Magnetic Resonance) hat sich in den letzten Jahren zur wohl leistungsfähigsten und universellsten analytischen Methode entwickelt. In der Chemie und Biologie dient sie der Strukturermittlung von Molekülen und der Aufklärung von Reaktionsmechanismen. In der Physik und den Materialwissenschaften ermöglicht sie das detaillierte Studium von Materialien und Werkstoffen, und in der klinischen Medizin ist sie zu einem unentbehrlichen diagnostischen Werkzeug geworden. Die Grundlagen für die moderne NMR-Spektroskopie wurden 1965 von E. gemeinsam mit W.A. Anderson durch die Einführung der Fourier-Spektroskopie gelegt, wobei sowohl die üblicherweise sehr geringe Empfindlichkeit der Kernresonanz wesentlich verbessert wie auch die Möglichkeit für die Entwicklung einer Vielzahl von Pulsmethoden geschaffen wurde. Ein weiterer Durchbruch wurde durch die erstmalige Anwendung der zweidimensionalen Fourier-Spektroskopie 1974 erreicht. Damit eröffneten sich faszinierende Möglichkeiten zur molekularbiologischen Strukturbestimmung. Gleichzeitig wurde von E. auch eine neuartige Methode der NMR-Tomographie vorgeschlagen, die ebenfalls auf einer Fouriertransformation beruht. Damit hat er der medizinischen Anwendung einen entscheidenen Impuls gegeben. Seine Methode hat sich, mit geringfügigen Verbesserungen, allgemein in der klinischen Medizin durchgesetzt. Die Gutachter waren einhellig der Meinung, dass seit der Entdeckung der Kernresonanz 1945 durch Purcell und Bloch (Nobelpreis 1952) kein anderer Forscher auf diesem Gebiet so kompetent und innovativ gewesen sei wie E.

“[…] for his seminal work in the field of molecular pharmacology, which allowed the effect of therapeutic products to be understood at a cellular level.”

Die Arbeiten von R. sind ausgerichtet auf die Erforschung der fundamentalen elektrophysiologischen Vorgänge an den Membranen von erregbarem Gewebe. Dabei habe R., so die Gutachter, entscheidende Beiträge geliefert zur Klärung der transmembranösen Ionenflüsse in Herzmuskelzellen, insbesondere zum Mechanismus der Calziumkanäle und zum Austauschmechanismus von Calzium und Natrium. Diese Erkenntnisse hätten sich in der klinischen Kardiologie als wesentlich erwiesen zur Klärung von Pharmakagruppen wie den Catecholaminen (z.B. Adrenalin zur medikamentösen Therapie des Herz-Kreislauf-Stillstands), den Herzglykosiden (v.a. Digoxin und Digitoxin zur Steigerung der Kontraktionskraft ohne Erhöhung des Sauerstoffbedarfs) und den Calzium-Kanalblockern (Anwendung z.B. bei Angina pectoris).

“[…] for his successful experimental and clinical work on the development and treatment of high blood pressure.”

B. widmete sich den vielfachen Rückkoppelungsmechanismen bei der körpereigenen Kontrolle des arteriellen Blutdrucks sowie der Hypertonie. Er untersuchte etwa die Interaktion zwischen Natriumaufnahme, Angiotensin, Catecholaminen und Vasopressin. Dank Bs. Forschungsarbeiten wisse man nun Genaueres über die Rolle des Vasopressins, eines gefässverengenden Peptidhormons, das bei gewissen funktionellen Störungen in Aktion tritt (z.B. Blockade der Alpharezeptoren, Dehydration). Therapeutisch wird das Vasopressin unter anderem bei Diabetes insipidus, Blutungen, Kollapsen eingesetzt, und gerade um die therapeutische Anwendung habe sich B. stets bemüht. Er sei einer der ersten gewesen, die die Wirkung von blutdrucksenkenden Mitteln wie Saralasin oder Captopril (ACE-Hemmer) eingehend erprobt hätten. B. verfüge über ein aussergewöhnlich umfassendes Verständnis der Regulierung des Blutdrucks: Es gelinge ihm, das Geschehen auf der Ebene der Rezeptoren wie auf jener der Reaktion des ganzen Menschen (oder Tieres) in seine Analyse zu integrieren.

“[…] for his major contribution to the introduction of new technologies in ophthalmology, in particular the use of pulsed lasers to perform procedures directly inside the eye.”

Die Gutachter sahen in F.s Arbeiten eines der seltenen Beispiele subtiler, experimenteller Forschung und ihrer Übertragung auf die klinischen Erfordernisse. Dank seinen Kenntnissen sowohl in der klinischen Ophthalmologie als auch in der Physik und Mathematik seien die von ihm entwickelten Geräte für den täglichen klinischen Gebrauch ausserordentlich nützlich geworden. Besonders hervorgehoben wurde der im Preisjahr fertiggestellte Nd-Y-Ag-Laser. Mit seiner Wellenlänge nahe dem Infrarotbereich, wodurch nicht pigmentierte, d.h. weisse Strukturen zur Auflösung gebracht werden können, besitze man jetzt ein äusserst effektives Gerät für die Behandlung des akuten Glaukoms (erhöhter intraokularer Druck) und für die Behandlung von Nachstarmembranen in der Pupillarebene vor allem nach Einsetzung einer künstlichen Linse nach einer Staroperation.

“[…] for his important discoveries in developmental biology and his significant contributions to the understanding of cancer cells.”

Die Gutachten attestierten I. eine doppelte Wirkung: Seine experimentelle Embryologie habe nicht nur in mehreren Gebieten zu neuen Erkenntnissen, sondern darüber hinaus auch zu neuen Methoden des Forschens geführt. So habe er mit seinem Nachweis, dass eine maligne Zelle (Teratocarcinom) – durch Mikroinjektion in einen 4 Tage alten Mäuse-Embryo eingeführt – wieder in die normale Gewebsentwicklung integriert werden kann, gleichzeitig ein experimentelles System zur Analyse der Determination von Zellen als grundsätzlichen Forschungsansatz entwickelt. Ein ähnlicher Pioniererfolg sei I. gelungen mit der erstmaligen Einschleusung eines aktiv exprimierten menschlichen Gens in eine Maus.