Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf Knopfdruck bösartig

08.03.2005


"Molekularer Schalter" macht Lebensmittel-Keim gefährlich



Wie aus harmlosen Bakterien gefährliche Krankheitserreger werden können, haben Forscher am Beispiel des Lebensmittel-Keims Listeria monocytogenes untersucht. Der Mechanismus: Unter bestimmten Bedingungen schaltet ein Steuerungs-Molekül - ein Protein namens PrfA - all jene Gene an, die das Bakterium aggressiv machen. Listeria monocytogenes dringt dann in die Zellen der menschlichen Darmschleimhaut ein und vermehrt sich dort.



Wissenschaftler der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF) in Braunschweig haben jetzt erstmals die dreidimensionale Struktur des Proteins PrfA aufgeklärt. Aus ihren Untersuchungen folgern sie: Auch PrfA selbst kann biochemisch an- und abgeschaltet werden - Listeria wird also "auf Knopfdruck" bösartig.

Das Bakterium, das mit verdorbenen Lebensmitteln in den menschlichen Körper gelangt, kann dort Darmerkrankungen auslösen. Gefürchtet sind die schwer wiegenden Komplikationen, die eine solche Infektion in manchen Fällen verursacht: Bei Menschen mit einem geschwächten Immunsystem kann der Erreger weitere Organe befallen und sich im ganzen Körper ausbreiten. Die Patienten erleiden dann beispielsweise Hirnhautentzündungen oder - bei schwangeren Frauen - Fehlgeburten. Vielfach verlaufen solche schweren Folgeerkrankungen tödlich.

Die ersten Schritte der Erkrankung sind stets die Anheftung der Listerien an die Oberfläche der menschlichen Darmschleimhaut und ihr Eindringen in die Darmzellen. Für das Eindringen und das Überleben in den Wirtszellen muss Listeria monocytogenes spezielle Gene aktivieren. Dafür sorgt das Protein PrfA, der "Hauptschalter" für die Aggressivität des Bakteriums. "Bei den meisten Listeria-Stämmen wird PrfA nur unter bestimmten Bedingungen aktiv - beispielsweise Bedingungen, wie sie im menschlichen Darm vorherrschen", erklärt GBF-Bereichsleiter Professor Dirk Heinz. Einige wenige haben allerdings ein leicht verändertes PrfA. Die Mutation bewirkt, dass diese Bakterien ständig "in Angriffsstimmung" sind und Proteine produzieren, die ihnen das Eindringen in menschliche Zellen erleichtern. Proteine, die letztlich auch den Bakterien selbst schaden - deshalb setzen sich die daueraggressiven Listerien in der Natur nicht durch.

"Wir haben jetzt die Struktur des normalen PrfA und die der veränderten, ständig aktivierten Variante untersucht und beide miteinander verglichen", sagt die GBF-Forscherin Marina Eiting. Daraus und aus dem Vergleich mit ähnlichen Proteinen bei anderen Bakterien schließen die Forscher: PrfA wird wahrscheinlich durch ein kleines Signal-Molekül, das man noch nicht kennt, in seine aktive Form umgewandelt - eine Form, die der daueraktiven Variante des PrfA sehr ähnlich ist.

"Vielleicht stammt das Signal-Molekül aus menschlichen Zellen", sagt Heinz. Für den GBF-Forscher eine Frage, der nachzugehen sich lohnt: "Wenn wir den Anschalt-Mechanismus für die Aggressivität dieses Bakteriums verstehen, dann können wir es in Zukunft auch gezielt abschalten", hofft er. Denkbar sei beispielsweise, die Bindungsstelle für das Signal-Molekül durch ein ähnliches, aber wirkungsloses Molekül zu blockieren. Heinz: "Diese Erkenntnisse kann man sicher auch auf andere, medizinisch noch bedeutendere Krankheitserreger anwenden."

Hinweis

Ausführliche Informationen bietet der Originalartikel: Eiting, M., Hagelüken, G., Schubert, W.-D., Heinz, D.W.: The mutation G145S in PrfA, a key virulence regulator of Listeria monocytogenes, increases DNA-binding affinity by stabilizing the HTH-motif. Der Artikel ist jetzt als Vorab-Publikation in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Molecular Microbiology erschienen (http://www.blackwell-synergy.com/links/doi/10.1111/j.1365-2958.2005.04561.x/full/)

Manfred Braun | idw
Weitere Informationen:
http://www.gbf.de/

Weitere Berichte zu: Bakterium Listerien PrfA Protein Signal-Molekül

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Pflanzen ihr Gedächtnis vererben
21.08.2017 | Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI)

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Studie für Patienten mit Prostatakrebs: Einteilung in genomische Gruppen soll Therapie präzisieren

21.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Forscher entwickeln zweidimensionalen Kristall mit hoher Leitfähigkeit

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein neuer Indikator für marine Ökosystem-Veränderungen - der Dia/Dino-Index

21.08.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz