Der Sauerstoff-Mechanismus: Wie zwei Geflüchtete unser Verständnis der Blutchemie revolutionierten

Im Jahr 1939 schloss sich die vierzehnjährige Ruth Erica Leroi rund 10.000 jüdischen Kindern an, die im Rahmen des Kindertransports aus Mitteleuropa nach Großbritannien flohen. Wie das Science History Institute berichtet, wurde sie 1925 in Paris geboren und zog nur sechs Tage nach ihrer Geburt nach Berlin, um Jahre später als Jugendliche vor der Verfolgung durch die Nationalsozialisten fliehen zu müssen. Während ihre Mutter von einer nichtjüdischen Freundin in Deutschland versteckt wurde und überlebte, gelangte Ruth nach England, schloss dort die Schule ab, schrieb sich an der London University ein und finanzierte ihren Lebensunterhalt mit der Arbeit in einer britischen Gummifabrik.

Flucht vor Verfolgung und Begegnung im England der Kriegsjahre

In eben dieser Gummifabrik lernte sie Reinhold Benesch kennen. Er war dem Antisemitismus in Polen entkommen und hatte 1941 ein Bachelorstudium an der University of Leeds abgeschlossen. Nachdem Ruth 1946 ihr Studium an der London University beendet hatte, heiratete das Paar noch im selben Jahr und begann eine wissenschaftliche wie persönliche Partnerschaft, die vier Jahrzehnte andauern sollte.

Gemeinsame Karriere in der US-amerikanischen Wissenschaft

Nach der Hochzeit wanderten die Benesches in die USA aus, um an der Northwestern University nahe Chicago zu promovieren. Reinhold schloss seine Promotion 1950 ab, Ruth folgte 1951. Während sie drei Kinder – Andrew, Susan und Nina – großzogen, bauten sie ein eng zusammenarbeitendes Forschungsteam auf und wurden schließlich Professoren an der Columbia University in New York City. Die wissenschaftliche Verbindung der beiden war so eng, dass Reinhold gemeinsame Arbeiten gelegentlich scherzhaft mit dem Kürzel „R2B2“ abzeichnete.

Entschlüsselung des Sauerstoff-Transportsystems im Blut

An der Columbia University konzentrierte sich das Paar auf die Molekularmechanik des Blutes. Der Wissenschaft war zwar bekannt, dass Hämoglobinmoleküle Sauerstoff aus den Lungen durch den Blutkreislauf transportieren – ähnlich wie zelluläre Lieferwagen –, doch wie das Protein exakt erkannte, wann und wo es seine Fracht entladen musste, war noch unklar. Das Ehepaar Benesch wies den genauen Mechanismus nach: Wenn Zellen beim Abbau von Zucker Sauerstoff verbrauchen, entsteht als Stoffwechselprodukt Kohlendioxid. Ein lokaler Anstieg von Kohlendioxid dient dem vorbeiströmenden Hämoglobinmolekül als direktes Signal, den gebundenen Sauerstoff genau dort abzugeben, wo das umliegende Gewebe ihn am dringendsten benötigt.

Sichelzellforschung und Ruths letztes Forschungsjahrzehnt

Diese grundlegende Erkenntnis zur Biochemie der Atmung veranlasste das Ehepaar Benesch, auch Blutkrankheiten wie die Sichelzellanämie zu erforschen, die durch fehlerhafte, veränderte Hämoglobinmoleküle verursacht wird. Als Reinhold 1986 starb, führte Ruth die Laborarbeit noch zehn Jahre lang eigenständig fort. Bis zu ihrem Ruhestand im Jahr 1996 untersuchte sie synthetische Verbindungen, welche die Sauerstofftransportfunktion von Hämoglobin nachahmen könnten, um neue Behandlungsansätze für Patienten mit fehlerhaftem Hämoglobin zu entwickeln.

Ruth Benesch starb im Jahr 2000 in ihrem Haus in New York City. Der von ihr und Reinhold entschlüsselte Kohlendioxid-Signalmechanismus zählt bis heute zu den Grundpfeilern der modernen Biochemie und bildet eine direkte Basis für aktuelle klinische Forschungen an künstlichem Blutersatz sowie für Therapiestrategien bei Sauerstoffmangelkrankheiten.

KI-generierte redaktionelle Illustration; kein Dokumentarfoto.

Quelle: Reinhold Benesch and Ruth Erica Benesch