Held og tilfældighed førte Jens Christian Skou til Nobelprisen

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.

\ Læs mere

Fra blødende kyllinger til en nobelpris i medicin

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.

\ Læs mere

Da Bohr tog et kvantespring for fysikken

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«.

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.

\ Læs mere

Bohr og Mottelson: Den dynamiske duo afslørede atomkernens hemmeligheder

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.

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.

\ Læs mere

Ung forsker møder 65 nobelmodtagere på én gang: 'Jeg fik kuldegysninger’

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.

\ Læs mere

Ig Nobel 2016 går til manden, der levede som ged

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.

\ Læs mere

Hvad er grundforskning?