Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Warum sich die Balken biegen

19.08.2011
Wissenschaftler der Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie ergründen die Stoffwechselwege des echten Hausschwamms

Er ist eine echte Gefahr für alte Gebäude: der Hausschwamm. Unbemerkt breitet er sich oftmals über Jahre in tragenden Balken der Bausubstanz aus. Die Folge: Das befallende Holz wird morsch und verliert seine Tragfähigkeit.


Bevor der echte Hausschwamm einen solchen Fruchtkörper ausbildet, wächst er oft jahrelang unbemerkt im Holz. Foto: HKI/FSU

Obwohl der Hausschwamm – wissenschaftlich Serpula lacrymans – seit Jahrhunderten den Menschen begleitet, ist das Wissen über die Lebensweise dieses Pilzes bislang erstaunlich gering. Forschern der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Hans-Knöll-Institut) ist es jetzt gemeinsam mit einem großen internationalen Team gelungen, dem Hausschwamm einige seiner Geheimnisse zu entlocken. Ihre Forschungsergebnisse haben sie soeben im renommierten Fachmagazin „Science“ veröffentlicht (DOI: 10.1126/science.1205411).

Der echte Hausschwamm gehört zu den sogenannten Braunfäuleerregern. „Diese Pilze spielen eine wichtige Rolle im Stoffkreislauf unserer Wälder“, erläutert Prof. Dr. Dirk Hoffmeister von der Universität Jena, der zum Autorenteam der aktuellen Studie gehört. Sie zersetzen das Holz abgestorbener Bäume und sorgen so dafür, dass das organische Material recycelt wird. „Allerdings greifen Braunfäulepilze nur einen bestimmten Bestandteil des Holzes an – die Zellulose“, so der Professor für Pharmazeutische Biologie weiter. Das Holz verliere nach und nach seine Zellulosefasern und damit seine Stabilität. Zurück bleiben braune, pulvrig-morsche Reste. Diese Überreste enthalten die zweite wichtige Komponente des Holzes: das Lignin.

In ihrer aktuellen Studie konnten die Wissenschaftler nun zeigen, warum es die Braunfäulepilze ausschließlich auf die Zellulose abgesehen haben. Dafür haben sie das Genom des Hausschwamms entschlüsselt und mit dem Erbgut anderer holzabbauender Pilze verglichen. „Dem Hausschwamm und anderen Braunfäulepilzen fehlen ganz einfach die Gene für die Enzyme zum Lignin-Abbau“, nennt Dirk Hoffmeister eine zentrale Erkenntnis. Dies werfe jedoch die Frage auf, wie die Pilze überhaupt an die Zellulose herankommen. Denn im Holz liegen die Zellulosefasern in eine Lignin-Matrix eingebettet vor. „Um die Zellulose zu verarbeiten, müssen die Pilze folglich zuerst das Lignin aufspalten.“

Wie das den Pilzen ganz ohne Enzyme gelingt, das haben Prof. Hoffmeister und sein Mitarbeiter Patrick Schneider in enger Kooperation mit dem Jenaer Hans-Knöll-Institut untersucht. „Die Pilze nutzen kleine Farbstoffmoleküle, um das Biopolymer Lignin zu knacken“, erläutert Prof. Hoffmeister, der sich auf die Erforschung niedermolekularer Naturstoffe aus Pilzen spezialisiert hat. Ein bestimmtes Pigment – die so genannte Variegat-Säure – hilft dem Pilz Eisen zu reduzieren. Im Zusammenspiel mit hochreaktivem Wasserstoffperoxid dient das Eisen dann dazu, das komplexe Lignin-Gerüst zu spalten.

„Indem die Pilze eine rein chemische Reaktion ausnutzen, brauchen sie nicht in den energetisch aufwändigen enzymatischen Abbau zu investieren“, sagt Dirk Hoffmeister. Wie die nun vorliegenden genetischen Analysen zeigen, haben die Braunfäulepilze die Enzyme zum Lignin-Abbau aber erst im Laufe ihrer Evolution „ausrangiert“. Der Verzicht auf den enzymatischen Lignin-Abbau, so vermuten die Wissenschaftler, half den Pilzen einerseits Energie zu sparen. „Andererseits war der Hausschwamm gezwungen, einen anderen Weg zu finden, um an die Energiequelle Zellulose zu gelangen. Es sind die kleinen Moleküle, die dem Hausschwamm das Leben erleichtern – und uns Menschen damit Probleme bereiten können“, resümiert Prof. Hoffmeister mit Blick auf die Bauschäden, die der Pilz verursachen kann.

Original-Publikation:
Eastwood D.C. et al. The plant cell wall-decomposing machinery underlies the functional diversity of forest fungi. Science 2011; 333 (6043): 762-5
Kontakt:
Prof. Dr. Dirk Hoffmeister
Institut für Pharmazie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Winzerlaer Straße 2 (Bioinstrumentezentrum), 07745 Jena
Tel.: 03641 / 949850
E-Mail: dirk.hoffmeister[at]hki-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | Uni Jena
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

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

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise