Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bakterieninvasion mit Reißverschluss

20.08.2014

Freiburger Forscher entdecken eine neue Strategie, mit der Krankheitserreger in Zellen eindringen    

Der Krankenhauskeim Pseudomonas aeruginosa wickelt sich in die Membran menschlicher Zellen: Ein Team um Dr. Thorsten Eierhoff und Juniorprofessor Dr. Winfried Römer vom Institut für Biologie II, Mitglieder des Exzellenzclusters BIOSS Centre for Biological Signalling Studies der Universität Freiburg, hat untersucht, wie das Bakterium in Wirtszellen gelangt.


Pseudomonas aeruginosa (grün) dringt mithilfe des Lipid-Reißverschlusses in ein synthetisches Vesikel ein (rot).

Quelle: Thorsten Eierhoff

Dabei identifizierten sie einen neuartigen Mechanismus der Bakterieninvasion: Pseudomonas aeruginosa nutzt Lipide in der Zellmembran, um sich in Wirtszellen einzuschleusen. Das Protein LecA auf der Oberfläche der Bakterien bindet hierzu an Zucker auf besonderen Lipid-Molekülen, so genannte Gb3-Lipide, die in der Außenmembran von Menschenzellen vorkommen.

Dockt der Krankheitserreger an eine Zelle, greifen die LecA-Moleküle der Bakterien und die Gb3-Lipide der Wirtsmembran ineinander – wie bei einem Reißverschluss. Die Zellhülle umwickelt auf diese Weise Schritt für Schritt den Erreger und bringt ihn ins Zellinnere. Römer und Eierhoff wiesen den neuen Mechanismus an synthetischen Membranen und in Kulturen menschlicher Lungenzellen nach. Die Ergebnisse erscheinen in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“.

Pseudomonas aeruginosa kann bei Menschen mit geschwächten Abwehrkräften, besonders bei der Erbkrankheit zystische Fibrose, gefährliche Haut- und Lungenentzündungen hervorrufen. Beim Eintritt der Bakterien in Menschenzellen binden Gb3-Lipide an LecA-Proteine und krümmen die Membran.

Diese Bindung reicht aus, um das Bakterium einzuwickeln, berechnete Prof. Dr. Christian Fleck der Universität Wageningen/ Niederlande, der an der Studie beteiligt war. Bisher kannten Forscherinnen und Forscher nur Invasionsmethoden, bei denen Erreger Signale in der Wirtszelle manipulierten. Diese Signale steuern Aktinfäden, die Muskeln der Zelle: Die Fäden krümmen von Innen die Zellhülle und bilden Membranbläschen, in denen die Bakterien aufgenommen werden.

Um nachzuweisen, dass der Vorgang ohne Aktin abläuft, ließen die Forscher Pseudomonas-Bakterien auf synthetische Membranbläschen wirken. Die Bläschen enthielten weder Aktin noch sonstige Zellkomponenten – nur das Lipid Gb3. Die In-vitro-Membran stülpte sich ein und umschloss die Bakterien, als diese an der Oberfläche andockten. Der Wickelvorgang trat jedoch nur auf, wenn die Bakterien das Protein LecA produzierten.

„Der Versuch zeigt: Pseudomonas gelangt mit diesem Lipid-Reißverschluss in Zellen hinein, ohne Aktin zu manipulieren“, sagt Eierhoff. Auch in menschlichen Lungenzellen wiesen die Forscher nach, dass LecA und Gb3 für die Bakterieninvasion wichtig sind: Fehlte das Molekülpaar, ging die Zahl der Erreger, die in die Zellen eindringen, bis zu 70 Prozent zurück. Diese Ergebnisse ermöglichten es Römers Arbeitsgruppe, einen potenziellen Wirkstoff gegen Pseudomonas aeruginosa zu identifizieren. http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2014/pm.2014-07-09.64

Original Publikation:
T. Eierhoff, B. Bastian, R. Thuenauer, J. Madl, A. Audfray, S. Aigal, S.Juillot, G. E. Rydell, S. Müller, S. de Bentzmann, A. Imberty, C. Fleck and W. Römer (2014) A lipid zipper triggers bacterial invasion. PNAS. doi: 10.1073/pnas.1402637111

Kontakt:
Juniorprofessor Dr. Winfried Römer
BIOSS Centre for Biological Signalling Studies
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-67500
E-Mail: winfried.roemer@bioss.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:

http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2014/pm.2014-08-20.88-en

Rudolf-Werner Dreier | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Ultradünne CIGSE-Solarzellen: Nanostrukturen steigern den Wirkungsgrad
24.03.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Preiswerte Katalysatoren finden und verstehen: Auf das Eisen kommt es an

24.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Hoffnung für Leberkrebspatienten

24.03.2017 | Medizintechnik

Innovationslabor für neue Wege in die digitale Zukunft

24.03.2017 | Förderungen Preise