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 Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie