Bayreuth-Koreanische Beziehung: Wie man Fremdproteine an den harmlosen Heubazillus heftet

Und beide Wissenschaftler treffen jetzt in Bayreuth bei einem einwöchigen Gastaufenthalt Kims erstmals zusammen, um theoretische und experimentelle Erfahrungen auszutauschen und die Methodik der jeweils anderen Arbeitsgruppe kennen zu lernen.

Bayreuth (UBT). Beide Wissenschaftler forschen mit und über Bacillus subtilis, auch als Heubazillus bekannt, ein harmloses Bodenbakterium. Und beide interessieren Prozesse, wie Fremdproteine an den Bacillus subtilis angehängt werden, was praktische Anwendungen zur Folge haben könnte. Der eine ist der Bayreuther Genetiker Professor Wolfgang Schumann, der andere der koreanische Molekularbiologe Professor Dr. Junehyung Kim von der Pusan Universität. Die beiden Wissenschaftler mit überlappendem wissenschaftlichen Interesse kennen sich bislang nur per e-mail, und treffen sich nun erstmals persönlich vom 21. – 28. Januar in Bayreuth.

Eine Besonderheit dieses Heubakteriums besteht darin, im Hungerzustand Sporen zu bilden. Diese Sporen werden innerhalb der Zellen gebildet, und nach Abschluss der Sporenbildung (benötigt 7-8 Stunden im Labor) platzen die Zellen auf und setzen dadurch die Sporen frei. Diese sind extrem resistent gegen viele Chemikalien, gegen energiereiche Strahlung und überleben selbst eine Temperatur von 100° C. Versetzt man diese Sporen mit Nährstoffen, dann keimen sie aus und bilden teilungsfähige Zellen.

Auf der Oberfläche dieser Sporen wurden fünf verschiedene Proteine identifiziert, und es wurde von zwei Wissenschaftlergruppen für drei dieser Proteine gezeigt, dass man an diese Fremdproteine anhängen kann (bis zu 5000 pro Spore). Eine dieser beiden Gruppen ist die von Prof. Kim.

Die Gruppe von Prof. Schumann hat eine Methode entwickelt, um Fremdproteine auf der Oberfläche von B. subtilis-Zellen anzuheften (bis zu 240 000 pro Zelle). Hier soll ein theoretischer und experimenteller Austausch zwischen den beiden Gruppen stattfinden, um die jeweils andere Methodik zu erlernen. Welche Proteine sind hier von Interesse, um auf der Oberfläche von Zellen oder Sporen verankert zu werden?

Die Arbeitsgruppe von Prof. Schumann forscht an der Entwicklung von Sporen als Impfstoffe für Nutz- und Haustiere, die dem Trinkwasser oder dem Futter beigemischt werden. Um eine effiziente Aufnahme der Sporen im Darm der Tiere zu gewährleisten, muss ein Protein auf der Oberfläche verankert werden, welches die Aufnahme ermöglicht. Eine weitere Anwendung sind die Verankerung von Cellulasen, Proteine, die die Umwandlung von Cellulose in Pflanzenabfälle wie z.B. Stroh in Glucose durchführen. Die Glucose kann dann durch weitere Proteine, die auf anderen Sporen verankert werden, die Bioethanol und andere organische Produkte (z.B. Butanol) umgewandelt werden.

Prof. Kim wird am 25. Januar über sein Forschungsprojekt mit dem Titel „Development and Application of a Bacterial Surface Display System Using Bacillus subtilis Spores“ berichten (Seminarraum S 35, 8:30 Uhr). Prof. Schumann seinerseits wird den Besuch seines Kollegen in der zweiten Februarhälfte erwidern. Außerdem besteht für zwei Mitarbeiter des Bayreuther Genetikers die Gelegenheit, für jeweils 30 Tage im Labor von Prof. Kim zu forschen. Auf deutscher Seite wird die Zusammenarbeit mit Korea vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert.

Weitere Informationen

Professor Dr. Wolfgang Schumann
Lehrstuhl Genetik
Tel. 0921 55-2708
e-mail: wschumann@uni-bayreuth.de