Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Durch Abgrenzung zum Erfolg

10.12.2012
Schotten dicht: Marburger und US-amerikanische Biologen haben einen bislang unbekannten Proteinkomplex identifiziert, der Bakterienzellen in verschiedenartige Binnenräume unterteilt – er lässt keine Makromoleküle von der einen Seite auf die andere passieren.
Einen derartigen Mechanismus kennt man bisher nur von Lebewesen aus der Gruppe der Eukaryoten, deren Zellen einen echten Kern besitzen. Die Forscher um Juniorprofessor Dr. Martin Thanbichler von der Philipps-Universität beschreiben die neu entdeckte Struktur in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Cell“, die am 7. Dezember erscheint.

„Für Bakterien ist dies das erste Beispiel einer Barriere, welche die Proteindiffussion einschränkt“, erklärt Thanbichler, der eine Arbeitsgruppe am Marburger Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie leitet und als Seniorautor des Aufsatzes firmiert. Er und sein Team untersuchten das Modellbakterium Caulobacter crescentus, das an einem Ende einen Stiel bildet, der durch Querbänder unterteilt ist. Er dient vermutlich als Abstandshalter, der die Zelle bei Nährstoffmangel von der Oberfläche entfernt und so in Bereiche erhöhter Nährstoffkonzentrationen bringt.

Grenzen aufgezeigt: Im elektronenmikroskopischen Bild sind die Querbänder (schwarze Sterne) deutlich zu erkennen, die den Stiel von Caulobacter crescentus unterteilen.

(Abbildung: Dr. Martin Thanbichler / EM-Aufnahme: Ariane Briegel, AG Grant Jensen, Caltech, USA)

„Der Stiel ist ein Teil der Zelle, in dem so gut wie kein Stoffwechsel stattfindet“, legt Thanbichler dar. Die Wissenschaftler identifizierten vier Proteine, die in unregelmäßigen Abständen entlang des Stiels nachweisbar sind; bei Mutanten, die keine solchen Proteine enthalten, fehlen die Querbänder.

Wie die Autoren weiter zeigen, binden die vier Proteine in vielfacher Kopie aneinander und bilden dadurch einen scheibenförmigen Komplex, der den Stiel in seiner gesamten Breite in Form mikroskopisch sichtbarer Querbänder durchspannt. Andere Proteine können die dadurch gebildete Grenze nicht überschreiten; das wiesen die Forscher nach, indem sie Eiweißverbindungen farblich markierten, um ihre Verteilung in der Zelle nachzuvollziehen. Bei Mutanten ohne Querbänder diffundieren die gekennzeichneten Moleküle hingegen durch die gesamte Zelle.

Wozu benötigen Bakterien derartige Diffusionsbarrieren? Die Autoren schließen aus ihren Untersuchungen, dass Zellen von C. crescentus schneller wachsen, wenn sie nicht das gesamte Zellinnere mit Proteinen versorgen müssen: Indem die Mikroorganismen ihre effektive Größe verringern, müssen sie weniger Energie für die Proteinsynthese aufwenden; außerdem können sie sich schneller auf Veränderungen in der Umwelt einstellen, die eine Umstellung ihrer Proteinzusammensetzung erfordern. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Diffusionsbarrieren einen erheblichen Beitrag zur bakteriellen Fitness leisten.“

Martin Thanbichler und Ko-Autor Professor Dr. Uwe Maier gehören dem Marburger „LOEWE-Zentrum für Synthetische Mikrobiologie“ an. Die Forschungsarbeit der Wissenschaftler wurde unter anderem durch die Max-Planck-Gesellschaft und das „Human Frontier Science Program“ finanziell gefördert.

Originalveröffentlichung: Susan Schlimpert, Eric A. Klein & al.: General Protein Diffusion Barriers Create Compartments within Bacterial Cells, Cell (2012), URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2012.10.046
Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Dr. Martin Thanbichler,
Fachbereich Biologie - Mikrobiologie
Tel.: 06421 178-300
E-Mail: thanbichler@mpi-marburg.mpg.de
Internet: http://www.mpi-marburg.mpg.de/thanbichler

Johannes Scholten | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpi-marburg.mpg.de/thanbichler
http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2012.10.046

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Selbsthaftende Gespenster
21.06.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Das Geheimnis der Sojabohne: Mainzer Forscher untersuchen Ölkörperchen in Sojabohnen
21.06.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Das Geheimnis der Sojabohne: Mainzer Forscher untersuchen Ölkörperchen in Sojabohnen

21.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Astronautennahrung für Kühe: Industriell gezüchtete Mikroben als umweltfreundliches Futter

21.06.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Weltweit einzigartige Femtosekundenlaseranlage eingeweiht

21.06.2018 | Förderungen Preise

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics