Held og tilfældighed førte Jens Christian Skou til Nobelprisen
PORTRÆT: Jens Christian Skou ville egentlig være kirurg. Men det krævede selvstændig forskning, og det ledte ham af kringlede omveje til opdagelsen af natrium-kalium pumpen - en opdagelse, baseret på grundforskning, og som 40 år senere gav ham nobelprisen i kemi.
nekrolog jens chrostian skou natrium kalium pumpen nobelprisen

Jens Christian Skou modtog i 1997 nobelprisen i kemi for en opdagelse, der var 40 år gammel. Og selvom han var gået på pension, var han dog stadig aktiv i sin forskning. (Foto: Søren Kjeldgaard/ Aarhus Universitet)

I Alfred Nobels testamente, der er grundlaget for nobelprisen, hed det, at prisen skulle tildeles en videnskabelig opdagelse »fra det forløbne år«.

Alligevel er der i nobelsystemet en lang tradition for at give prisen for opdagelser gjort mange år tidligere.

'Forsinkelsestiden' mellem nobelpris og opdagelse var i Jens Christian Skous tilfælde hele 40 år, og der findes eksempler på endnu længere forsinkelser. 

Et andet bemærkelsesværdigt træk ved Jens Christian Skous nobelpris var, at den blev tildelt i kemi og ikke i klassen af medicin eller fysiologi. For Jens Christian Skou var på ingen måde kemiker, men derimod uddannet læge og fysiolog. Men det kan være lidt af et tilfælde, om prisen gives i kemi eller medicin.

Et eksempel af den modsatte art er den nobelpris i medicin, der i 1944 blev tildelt kemikeren Henrik Dam for opdagelsen af vitamin K.

Historien kort
  • Jens Christian Skou opdagede natrium-kalium pumpen, nemlig at der findes et enzym som pumper Na+ ud af cellen og K+ ind i den. Cellen fungerer så at sige som et minibatteri, der kan skabe nerveimpulser.
  • Det lille batteri styrer enhver transport af stof ind og ud af cellen. Hvis ikke natrium-kalium pumpen virkede, ville vores hjerte og nyrer heller ikke virke. Pumpen er af helt afgørende betydning for livet.
  • Jens Christian Skou mener selv, at muligheden for at forfølge skæve idéer og lave 'fri' forsking var essentiel for opdagelsen af natrium-kalium pumpen. 

 

Fra læge til forsker

Da Jens Christian Skou i 2013 udgav sine erindringer, valgte han som titel ’Om Heldige Valg’.

Hans karriere var netop præget af sådanne valg og derfor også af en vis tilfældighed. 

Oprindeligt havde Jens Christian Skou ingen tanker om en karriere som forsker, for som nyuddannet læge fra 1943 ønskede han at specialisere sig i kirurgi. Et sådant speciale krævede dog en doktordisputats, hvori der indgik selvstændig forskning, hvilket Jens Christian Skou udførte ved Fysiologisk Institut på Aarhus Universitet.

Emnet var mekanismen ved udbredelsen af lokalbedøvelse i rygmarven. Det skulle vise sig at være et heldigt valg, for det førte ham til at interessere sig for, hvordan et lokalbedøvende lægemiddel kemisk indvirker på nervecellerne.

Det var i starten af 1950’erne nogenlunde kendt, hvordan ioner – elektrisk ladede atomer – af natrium og kalium kan gennemtrænge nervecellens membran og derved forårsage en nerveimpuls.

Jens Christian Skou kom nu på den idé, at ionernes gennemtrængelighed af membranen skyldes ændringer i de proteiner, der findes i nervemembranen. Efter hans hypotese virkede det lokalbedøvende middel ved at hindre ændringen i proteinets struktur.

Undren fik vidtgående konsekvenser

I forbindelse med et forskningsophold i USA i 1953 blev Jens Christian Skou opmærksom på et enzym, der var tilknyttet cellemembranen, og som var i stand til at spalte det ATP (adenosintrifosfat), der udgør cellens lager af energi.

Enzymer er kemisk set proteiner, og det pågældende enzym bliver videnskabeligt betegnet som 'ATPase'.

Efter at være vendt hjem til Aarhus koncentrerede Jens Christian Skou sig om det ATP-spaltende enzym, idet han undrede sig over, hvad den frigivne energi blev brugt til.

Som han skrev næsten 60 år senere, »Det var en undren, der fik vidtgående konsekvenser for min fremtid, og førte til, at jeg mange år senere fik Nobelprisen«.

nobel skou kemi 1997 natrium-kalium pumpe

Jens Christian Skou fik overrakt nobelprisen i kemi i Stockholm 10.12. 1997 af den svenske konge Carl Gustav. (Foto: Screendump fra Youtube)

Nerver fra krabbeben lagde kimen til Skous nobelpris

Jens Christian Skou fandt enzymet i membranen fra de nerver, der er i krabbers ben. Deres nervefibre er dog ganske tynde, så han havde brug for et meget stort antal krabber. I alt brugte han omkring 25.000 krabbenerver for at udvinde ATP-enzymet.

Jens Christian Skou lavede nu en række eksperimenter, hvor han målte aktiviteten, det vil sige spaltningen af ATP, ved tilsætning af henholdsvis natrium- og kaliumsalte.

Sådanne salte består af ioner, så det var virkningen af de positive ioner Na+ og K+, han interesserede sig for.

Der var noget, der ikke passede

Gennem mere end et år førte hans omstændelige arbejde til mere forvirring end klarhed. Der var et eller andet, der slet ikke passede.

Forklaringen kom først, da han til sin overraskelse fandt, at kun en kombination af de to ioner Na+ og K+ gav en stærkt forøget spaltning af ATP.

Når cellemembranen var anbragt i en opløsning af kaliumsalt (K+) alene, var der ingen ATPase aktivitet; men ved tilsætning af natriumsalt (Na+) voksede aktiviteten. Desuden viste det sig, at høje koncentrationer af kaliumsaltet hæmmede den enzymatiske virkning.

Med denne indsigt kunne Jens Christian Skou arbejde videre med at klarlægge den fysiologiske virkning af natrium-kalium enzymet i nervemembranen.

Portrætter af danske nobelpristagere

Videnskabshistoriker Helge Kragh skriver de kommende lørdage en række portrætter af kendte og knap så kendte danske forskere, som har udført uovertruffen grundforskning og er blevet belønnet med nobelprisen for det. 

Læs tidligere portrætter i serien om Henrik DamNiels Bohr samt Aage Bohr & Ben Mottelson.

Læs med hver lørdag, hvor du de næste lørdage kan møde August Krogh, N. K. Jerne, Johannes Fibiger og Niels Ryberg Finsen. 

Skou underspillede sin opdagelse

Jens Christian Skou publicerede sine resultater i en artikel, der i 1957 udkom i det anerkendte tidsskrift Biochimica et Biophysica Acta. Han foreslog her, at det nye natrium-kalium enzym eller natrium-kalium-ATPase (Na,K-ATPase) deltog aktivt i transporten af Na+ over cellemembranen.

Artiklen var en nobelpris værd, men i starten vakte den ikke stor opsigt. Reaktionerne var få og beherskede, måske fordi Jens Christian Skou ikke klart understregede sit budskab om ATP-enzymets funktion i cellen.

Hans konklusioner var forsigtige, og han undlod at beskrive sine resultater som en opdagelse af en 'pumpe' for såvel natrium- som kaliumioner.

Men faktisk havde Jens Christian Skou opdaget natrium-kalium pumpen, nemlig at der findes et enzym som pumper Na+ ud af cellen og K+ ind i den. Da pumpen transporterer flere af de første ioner ud end de sidste ioner ind, skabes der en elektrisk spænding over cellemembranen. Cellen fungerer som et minibatteri, der kan skabe nerveimpulser.

Kalium-pumpen: En utilsigtet opdagelse

Ideen om en pumpe i cellemembranen, hvor Na+ ioner pumpes ud af cellen, var ikke ny. Den var blevet foreslået allerede i 1941 af den amerikanske biokemiker Robert Dean, der også indførte navnet ’pumpe’. Men spørgsmålet vedblev for en tid at være kontroversielt. Var der virkelig pumper i cellens membran? 

Det var først med Jens Christian Skous arbejde at natrium-kalium pumpen blev en realitet og forstået som resultatet af Na,K-ATPasen.

vej Jens chr. skou

Selvom Jens Christian Skou er pensioneret fra Aarhus Universitet, har han sat tydelige spor efter sig. (Foto: Aarhus Universitet)

Den forskningsproces, der førte Jens Christian Skou til opdagelsen af Na,K-ATPasen var kringlet. Resultatet kunne ikke forudses, for han havde ikke oprindeligt søgt efter det nye enzym, men derimod efter et protein der kunne forklare virkningen af lokalbedøvelse.

I videnskabsfilosofi betegner 'serendipitet' en utilsigtet opdagelse, hvor udforskningen af et bestemt problem resulterer i opdagelsen af noget helt andet.

Jens Christian Skous opdagelse er et blandt mange eksempler på serendipitet i videnskabshistorien.

Hvad skal vi med grundforskning?


Videnskab.dk sætter fokus på grundforskning.

Vi tager dig med helt ind i maskinrummet af grundforskningen og finder ud af:

  • hvad skattekronerne går til,
  • hvilke projekter der bliver lavet,
  • hvem der står bag og
  • hvad vi historisk set har fået ud af grundforskning.

Se hele temaet om grundforskning

Første nobelpris til Aarhus Universitet

På den tid, da Jens Christian Skou foretog sine undersøgelser af krabbers nerveceller, var han ansat som lektor i fysiologi ved Aarhus Universitet. Fra 1963 til sin pension i 1988 virkede han som professor i fagene fysiologi og biofysik.

Til sin overraskelse fik den pensionerede, men stadig aktive, forsker i oktober 1997 at vide, at han havde fået nobelprisen i kemi. Mens Jens Christian Skou blev tildelt en halv nobelpris, gik den anden halvdel ligeligt til de to amerikanere Paul Boyer og John Walker for deres forskning i det enzym, der danner ATP i cellen.

Det var første gang, at den eftertragtede pris gik til en forsker ved universitetet i Aarhus og ikke i København, og tildelingen blev da også fejret som en triumf for det mindre og langt yngre jyske universitet.

Aarhus havde altid stået i skyggen af København, men nu blev alle sejl sat til for at udnytte begivenheden. I det nye bygningskompleks Nobelparken blev der endda plads til Jens Chr. Skous Vej.

Skou: For megen styring truer grundforskningen

Til manges overraskelse benyttede Jens Christian Skou den megen virak til at kritisere det moderne forskningssystem og den politisk-økonomiske tankegang, der er grundlaget for det.

Som han påpegede ved flere lejligheder, var hans opdagelse af natrium-kalium pumpen betinget af stor forskningsfrihed og mulighed for fordybelse. Han kunne frit forfølge skæve ideer.

Efter hans mening var den senere stærke styring og fokus på praktisk og økonomisk relevant forskning en trussel mod hele grundforskningens idé.

Om grundforskningen skrev han i 2013, at den ikke skulle styres ovenfra, »men nedefra, det skal være forskernes ideer, der bestemmer, hvad der skal forskes i«.

Den 95-årige Jens Christian Skou var forfriskende umoderne.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.