Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bakteriophagen - Alles dabei

29.04.2015

LMU-Forscher zeigen erstmalig, dass Bakteriophagen die Proteine, die sie für den intrazellulären Transport ihrer viralen DNA benötigen, selbst mitbringen, wenn sie die Wirtszelle befallen.

Viren sind alleine nicht lebensfähig. Um zu leben und sich vermehren zu können, brauchen sie einen Wirt. Bakteriophagen (kurz: Phagen) infizieren dafür Bakterien. Forscher um LMU-Professor Marc Bramkamp vom Lehrstuhl Mikrobiologie der LMU und um Professor Julia Frunzke vom Forschungszentrum Jülich konnten nun erstmals zeigen, dass Bakteriophagen die Proteine, die sie zum Vermehren brauchen, selbst mitbringen, wenn die Wirtszelle nicht darüber verfügt. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher aktuell in der Fachzeitschrift Nucleic Acids Research.


Die Abbildung zeigt eine fluoreszenzmikroskopische Aufnahme eines Corynebacterium glutamicum. Das AlpC-Filament ist rot, das Adapter-Protein (AlpA) gelb erkennbar. (Catriona Donovan/LMU)

„Um sein Erbgut zu vermehren, muss das Virus seine DNA in der Wirtszelle an die dafür richtige Stelle bewegen. Wir konnten erstmals zeigen, wie ein Prophage, dessen virale DNA komplett in das Genom der Wirtszelle eingebaut ist, den intrazellulären Transport organisiert“, sagt Marc Bramkamp.

Für den Transport innerhalb einer Zelle ist das sogenannte Aktin-Zytoskelett verantwortlich, das aus Proteinen besteht, die fadenförmige Strukturen (Filamente) bilden. Viren, die eukaryotische Zellen (Zellen mit Zellkern), infizieren, nutzen deren Zytoskelett. Auch einige Bakterien haben ein Zytoskelett, wie seit einigen Jahren bekannt ist. Es gibt aber auch viele Bakterien, die kein Aktin haben. Wie es den Viren dennoch gelingt, sich zu vermehren, konnte das Forscherteam um Marc Bramkamp und Julia Frunzke nun anhand eines Corynebakteriums zeigen.

Virale DNA hangelt sich an Protein-Kabel entlang

Die LMU-Forscher untersuchten ein von einem Virus infiziertes Corynebacterium glutamicum, das kein eigenes Zytoskelett hat. „Wir konnten erstmals zeigen, dass der Prophage dennoch das Strukturprotein Aktin für den intrazellulären Transport nutzt“, sagt Marc Bramkamp. Das bedeutet, dass das Virus das Protein und damit quasi seine „Transportausrüstung“ selbst mitgebracht haben muss.

Dem Team ist es gelungen, den kompletten molekularen Mechanismus des intrazellulären Transports der viralen DNA zu beschreiben: Der Prophage kodiert das Aktin-ähnliche Protein AlpC. „Es ist eines der ersten Gene, die das Virus von seiner DNA umsetzt“, sagt Bramkamp.

Die virale DNA wird dabei über ein Adapter-Protein (AlpA) an das Aktin-Filament gekoppelt „Anhand der Filamente wandert die Virus-DNA wie an einem Kabel entlang“, sagt Bramkamp. Das Adapter-Protein ist dabei für die Dynamik der Filamente verantwortlich. „Durch das aufeinanderfolgende Aufbauen und Zusammenfallen der Filamente wird die Richtung der Bewegung vorgegeben.“

Ihr Ziel ist vermutlich die Zellmembran, an der die Replikation der viralen DNA wahrscheinlich stattfindet.

„Diese Arbeit zeigt erstmalig, dass die Interaktion von Viren und dem Zytoskelett evolutiv sehr alt ist“, sagt Bramkamp. „Es könnte sogar sein, dass jene Bakterien, die ein eigenes Aktin-Zytoskelett haben, dieses ursprünglich über Viren erworben haben.“ In einem nächsten Schritt wollen die Forscher nun weitere Phagen untersuchen, um den intrazellulären Transport der viralen DNA weiter zu entschlüsseln.
(Nucleic Acids Research, doi: 10.1093/nar/gkv374)

Prof. Dr. Marc Bramkamp
Biozentrum
Department I, Mikrobiologie
Großhaderner Str. 2-4
82152 Planegg / Martinsried

Telefon: +49 (0)89 / 2180-74611
E-Mail: marc.bramkamp@lmu.de

Luise Dirscherl | Ludwig-Maximilians-Universität München
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften