Jacques Dubochet wurde 1941 in Aigle im Kanton Waadt geboren. Er studierte Physik an der EPF Lausanne (EPFL) und Molekularbiologie an der Universität Genf. Als Biophysiker kombinierte er beide Fachgebiete und spezialisierte sich an den Universitäten Genf und Basel auf elektronenmikroskopische DNA-Studien. Als Gruppenleiter in Heidelberg untersuchte er den Umgang mit Wasser in der Elektronenmikroskopie, was zur Erfindung der Kryo-Elektronenmikroskopie führte. Dubochet wurde 1987 als Professor an die Universität Lausanne (UNIL) berufen, wo er bis zu seiner Pensionierung im Jahr 2007 blieb. Er hat zwei Kinder, ist politisch aktiv und ein Aktivist für den Klimaschutz.
„Vitrifikation“ als Alternative zum Gefrieren
Im Jahr 2017 erhielt Jacques Dubochet gemeinsam mit Joachim Frank und Richard Henderson den Nobelpreis für Chemie für die Entwicklung der Kryo-Elektronenmikroskopie zur hochauflösenden Strukturaufklärung von Biomolekülen in Lösung. Zu diesem Thema muss man wissen, dass die hochauflösenden Bilder des Elektronenmikroskops erzeugt werden, indem die Wechselwirkung einer Probe mit einem Elektronenstrahl untersucht wird. Allerdings arbeiten Elektronenmikroskope unter Hochvakuum, was dazu führt, dass das Wasser in den Proben verdunstet. Wenn die Forscher versuchten, den Proben das Wasser zu entziehen oder es zu gefrieren, wurden die Proben beschädigt. Dubochet und seine Kollegen führten daraufhin eine ultraschnelle Gefriermethode ein, die Vitrifikation. Dabei entstehen keine gewöhnlichen Eiskristalle, sondern die Probe erstarrt in einem amorphen Zustand, also glasartig und ohne Kristalle. So wird die Untersuchung biologischer Materialien mit einem Elektronenmikroskop ermöglicht.
Eine Methode mit viel Potenzial
Mit der Kryo-Elektronenmikroskopie kann unter anderem die Struktur von Viren, Proteinkomplexen oder DNA mit sehr hoher Auflösung bestimmt werden, ohne dass die Proben kristallisiert werden müssen. In der Pharmaindustrie sind die mit Hilfe dieser Technik gewonnenen Erkenntnisse wichtig für den Prozess der Arzneimittelentwicklung. Im Jahr 2021 wurde von den Institutionen UNIL, EPFL und Universität Genf das Dubochet Center for Imaging (DCI) gegründet, das nur wenige Wochen später das erste detaillierte Bild der COVID-19-Omikron-Variante lieferte. Dieses interdisziplinäre Projekt ist ein schönes Beispiel dafür, wie moderne bildgebende Verfahren uns helfen können, Lösungen für dringliche Probleme zu finden, indem sie detaillierte Bilder chemischer und molekularbiologischer Systeme liefern.