Germany

Reinhard Jahn

2016 Balzan Prize for Molecular and Cellular Neuroscience, Including Neurodegenerative and Developmental Aspects

For his pioneering studies on the molecular characterization of synaptic vesicles and the roles of protein complexes in the process of exocytosis – an essential mechanism for the transmission of signals in the nervous system.

Reinhard Jahn, nato nel 1950 a Leverkusen, in Germania, ha conseguito il dottorato in Biologia e Chimica presso l’Università di Gottinga. Dopo un periodo trascorso negli Stati Uniti come ricercatore post-dottorato presso la Yale University e come assistente di cattedra alla Rockefeller University, è rientrato in Germania per dirigere il “Young Investigator Group” all’Istituto di psichiatria del Max-Planck-Institut a Monaco. È tornato nuovamente negli Stati Uniti per un periodo (come professore e Associate Howard Hughes Investigator presso la Yale University) prima di stabilirsi a Gottinga, come direttore del Dipartimento di Neurobiologia all’Istituto di chimica biofisica del Max-Planck-Institut (dal 1997).
La trasmissione sinaptica è il meccanismo principale utilizzato dai neuroni del nostro cervello per comunicare tra di loro. Quando un impulso nervoso arriva a una terminazione nervosa, libera una sostanza segnalatrice – il neurotrasmettitore – provocando la fusione di piccole vescicole con la membrana plasmatica.
Le vescicole contengono il neurotrasmettitore che, in questo modo, è espulso nel sottile spazio tra il neurone trasmettitore e il neurone recettore. Questo processo può avvenire oltre 100 volte al secondo in una data terminazione nervosa, il che implica che il meccanismo d’azione debba essere estremamente veloce ed efficiente.
Il lavoro di Reinhard Jahn e dei suoi collaboratori ha apportato elementi decisivi alla nostra conoscenza dei dettagli molecolari di questo processo. In primo luogo ha ampiamente contribuito all’identificazione della proteina delle vescicole sinaptiche, la sinaptotagmina quale sensore per il Ca++ per innescare l’esocitosi. Fin dagli anni ’50 si sapeva che l’afflusso di ioni Ca++ alla terminazione nervosa dà inizio al processo di rilascio del neurotrasmettitore. Si ignorava, tuttavia, quale fosse la molecola responsabile di tutto ciò, fino a che Jahn, insieme a Südhof, non dimostrò le proprietà del legame della sinaptotagmina con il Ca++ e ritenne che questa proteina fosse il più probabile sensore per il Ca++
nella sinapsi. Negli anni ’80 fu possibile provare che un complesso di proteine sinaptiche (il cosiddetto complesso SNARE composto da sinaptobrevina, sintaxina e SNAP-25) è determinante in molti aspetti della fusione della membrana.
Il lavoro di Reinhard Jahn e dei suoi collaboratori ha dato un contributo decisivo alla comprensione dell’azione del complesso: Jahn ha identificato le proteine SNARE come obiettivi delle neurotossine clostridiali (parallelamente al lavoro di Cesare Montecucco, Padova) e come strumenti preziosi per lo studio del rilascio dei neurotrasmettitori. Ha poi determinato la topologia del complesso SNARE, prima tramite l’immunomarcatura e poi, insieme a Brunger, tramite la determinazione della sua struttura cristallina. L’ultimo degli importanti contributi di Reinhard Jahn consiste in uno studio proteomico dei componenti molecolari delle vescicole sinaptiche, culminato nel modello molecolare tridimensionale di una vescicola sinaptica, diventato nel frattempo elemento imprescindibile praticamente in tutte le nuove edizioni dei testi di neurobiologia. Almeno due delle scoperte di Reinhard Jahn – la topologia e la struttura del complesso SNARE e del proteoma vescicolare – hanno trasformato la nostra comprensione della funzione presinaptica.

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