Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bei Wassermangel verwandeln sich Bären in Tönnchen

19.04.2004


Unter Stressbedingungen bilden die Zellen der Bärtierchen spezielle Eiweiße


Bärtierchen im aktiven Zustand


Bärtierchen im Überdauerungszustand bei schlechten Umweltbedingungen
als Tönnchen



Bärtierchen sind mikroskopisch klein und genügsame Lebewesen. Sie haben weltweit viele Nischen erobert und leben zum Beispiel in der Tiefsee, im Himalaya oder in Sanddünen. Häufig sind sie in dem Wasserfilm zu finden, der Moose oder Flechten umgibt. Als besonders harte Burschen erweisen sich die Bärtierchen, wenn das Wasser in ihrer Umgebung knapp wird. Während bei den meisten anderen Lebewesen die Zellen bei extremer Trockenheit unwiederbringlich geschädigt werden, und der Organismus schließlich stirbt, halten Bärtierchen solche Strapazen lange aus. Sie kugeln sich bei Wasserentzug in einer Zyste zusammen und können bei Wasserzugabe einfach wieder aktiv werden. Die Tübinger Wissenschaftler Dr. Ralph O. Schill und Prof. Heinz-Rüdiger Köhler vom Zoologischen Institut, Abteilung Physiologische Ökologie der Tiere, sowie Dr. Günther Steinbrück vom Institut für Zellbiologie erforschen auf molekularer Ebene, welche Prozesse in den Zellen der Bärtierchen dabei ablaufen. Sie haben entdeckt, dass einige Eiweiße, die unter Stressbedingungen produziert werden, eine entscheidende Rolle beim Zellschutz spielen könnten. Ihre Ergebnisse haben sie jetzt im Journal of Experimental Biology veröffentlicht (The Journal of Experimental Biology 207, Seiten 1607-1613).



Auf die Idee, die urigen Mehrzeller mit Kopf, Rumpf und ihren vier Beinpaaren Wasserbären zu nennen, kann man wahrscheinlich nur bei der stark vergrößerten Betrachtung unter dem Mikroskop kommen. Denn auch die größten Arten der Bärtierchen werden höchstens anderthalb Millimeter groß. Ihre Silhouette ähnelt in der Form am ehesten einem Gummibärchen. Ralph Schill hat die landlebende, weit verbreitete Art Milnesium tardigradum genauer untersucht, die wie viele andere Bärtierchen die Fähigkeit zur Kryptobiose hat. Wenn das Tierchen austrocknet, werden alle Stoffwechselaktivitäten ausgesetzt, der Wassergehalt nimmt bis auf wenige Prozent ab und der Wasserbär nimmt eine Tönnchenform an. In dieser Gestalt können die Bärtierchen sehr lange lebensfeindliche Bedingungen wie hochenergetische Strahlung, organische Lösungsmittel, kurzzeitig hohe Temperaturen und lange sehr niedrige Temperaturen von minus 270 Grad, nahe am absoluten Nullpunkt, überleben. Wenn man wieder Wasser dazugibt, verwandeln sich die Tönnchen innerhalb von Minuten in stoffwechselaktive Tierchen.

Doch welche Vorgänge bei der Kryptobiose im Detail ablaufen müssen, liegt weitgehend im Dunkeln. Die Tübinger Biologen gingen Vermutungen nach, dass bei der Austrocknung ähnlich wie bei anderen Lebewesen, die in Stress geraten, die Bildung von so genannten Hitzeschock-Proteinen angeregt wird. Solche Proteine sind bereits bei vielen Pflanzenarten gefunden worden, zum Beispiel auch bei der Wiederauferstehungspflanze, die ähnlich wie die Bärtierchen starken Wassermangel in einem Trockenzustand überdauern kann. Ralph Schill konnte die Proteine in den Zellen der Bärtierchen jedoch nicht direkt untersuchen, weil die kleinen Tiere nur winzige Mengen produzieren. Der Bauplan der Proteine ist in der Erbsubstanz DNA festgeschrieben. Tatsächlich fanden sich beim Vergleich der DNA des Bärtierchens mit DNA-Sequenzen vieler anderer Lebewesen in einer Datenbank drei Gene, die aus anderen Lebewesen als Hitzeschock-Proteine der Gruppe Hsp 70 bekannt sind.

Doch hatten die drei Formen der Hitzeschock-Gene tatsächlich etwas mit dem Überleben der Bärtierchen bei extremer Trockenheit zu tun? Ralph Schill nutzte nun ein Verfahren, mit dem Forscher die Aktivität ausgewählter Gene indirekt über ein Fluoreszenzsignal messen können. Beim Übergang eines aktiven Bärtierchens in den Zustand der Kryptobiose zeigte sich, dass immer seltener die Form 1 der drei Hitzeschock-Gene abgelesen wurde, dagegen Form 2 sehr viel häufiger als zuvor. Bei der Zugabe von Wasser kehrten sich die Verhältnisse wieder um und Form 1 rückte wiederum in den Vordergrund. Die Form 3 konnte weniger bei der Kryptobiose, sondern bei sehr hohen Temperaturen beobachtet werden. Die Forscher schließen daraus, dass alle drei Hitzeschock-Gene tatsächlich auch in dem Bärtierchen vor allem bei Stress aktiviert werden und zumindest ein Teil davon auch beim Überstehen von Austrocknung eine Rolle spielt. Doch damit sind längst noch nicht alle Rätsel gelöst. Es bleibt auch zu klären, wie die Zellbestandteile bei Wassermangel geschützt werden. Das, was uns die Bärtierchen jeden Tag spielend vormachen - Zellen zu trocknen und gleichzeitig die Vitalität zu bewahren - könnte in Zukunft eine nicht zu unterschätzende Bedeutung in den Biowissenschaften und der Medizin haben.


Nähere Informationen:

Dr. Ralph O. Schill
Zoologisches Institut
Abteilung Physiologische Ökologie der Tiere
Konrad-Adenauer-Straße. 20, 72072 Tübingen
Tel. 017 27 30 47 26; Fax 07071 757 3555
E-Mail: ralph.schill@uni-tuebingen.de

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de/uni/qvo/pm/pm2004/pm747.html

Weitere Berichte zu: Bärtierchen Hitzeschock-Gene Kryptobiose Lebewesen Protein Wassermangel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pharmakologie - Im Strom der Bläschen
21.07.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

nachricht Blutstammzellen reagieren selbst auf schwere Infektionen
21.07.2017 | Universität Zürich

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: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Im Focus: Das Proton präzise gewogen

Wie schwer ist ein Proton? Auf dem Weg zur möglichst exakten Kenntnis dieser fundamentalen Konstanten ist jetzt Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan ein wichtiger Schritt gelungen. Mit Präzisionsmessungen an einem einzelnen Proton konnten sie nicht nur die Genauigkeit um einen Faktor drei verbessern, sondern auch den bisherigen Wert korrigieren.

Die Masse eines einzelnen Protons noch genauer zu bestimmen – das machen die Physiker um Klaus Blaum und Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

Technologietag der Fraunhofer-Allianz Big Data: Know-how für die Industrie 4.0

18.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Pharmakologie - Im Strom der Bläschen

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Verbesserung des mobilen Internetzugangs der Zukunft

21.07.2017 | Informationstechnologie

Blutstammzellen reagieren selbst auf schwere Infektionen

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie