Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Synthetisches Parfüm macht unwiderstehlich

10.03.2005


Max-Planck-Forscher entschlüsseln die Duftbotschaft der Immungene von Stichlingen


"Den kann ich nicht riechen", ist eine wichtige Entscheidung bei der Partnerwahl von Menschen, Mäusen und Fischen. Am Geruch erkennt Frau, Maus- oder Stichlingsweibchen die Immungene eines möglichen Partners. Die richtige Mischung von Immungenen zu haben, ist für die Nachkommen überlebenswichtig: Ein Stichlingsweibchen bevorzugt geruchlich das Männchen, dessen Immungene zusammen mit ihren eigenen dem Nachwuchs die optimale Immunabwehr gegen ständig wechselnde Krankheitserreger bieten. Da sich zwei Menschen, Mäuse oder Stichlinge stark in ihren Immungenen unterscheiden, muss das natürliche Duftsignal Information über diese Individualität vermitteln können. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Limnologie in Plön haben nun in Zusammenarbeit mit ihren Kollegen vom Max-Planck-Institut für Immunbiologie in Freiburg experimentell den Nachweis erbracht, das man mit kleinen Eiweißbruchstücken, die eine natürliche "Blaupause" von Immungenen darstellen, die Attraktivität eines Stichlingsmännchens für ein Weibchen Voraussage gemäss manipulieren kann (PNAS Online, 8. März 2005).

Die ungeheure Anzahl von sich ständig verändernden Krankheitserregern scheint die meisten Tier- und Pflanzenarten zu zwingen, für jede Generation die Immungene immer wieder neu zu mischen. Wie bei den meisten Wirbeltieren können die T-Zellen unseres Immunsystems Krankheitserreger nur erkennen und bekämpfen, wenn körpereigene so genannte MHC-Moleküle (Major Histocompatibility Complex) ihnen fremde Eiweißbruchstücke (Peptide) zeigen. Die MHC-Moleküle unterscheiden sich in ihren Bindungsstellen, mit denen sie nur Peptide greifen können, die an speziellen Ankerregionen ganz bestimmte Aminosäuren tragen. Jedes MHC-Molekül kann also nur ganz bestimmte Peptide binden, und es braucht verschiedene MHC-Moleküle, damit das Immunsystem verschiedene Krankheitserreger erkennen und bekämpfen kann. In jeder Wirbeltierpopulation gibt es Hunderte von MHC-Varianten, aber jeder Mensch oder Stichling hat nur wenige davon, und zwei Menschen oder Stichlinge haben meist unterschiedliche Varianten. Diese enorme Vielgestaltigkeit (Polymorphismus) des MHC-Systems ist einzigartig und bietet Weibchen eine große Wahlmöglichkeit zwischen verschiedenen Partner mit unterschiedlicher Ausstattung an Immungenen. Voraussetzung ist allerdings, dass sie diese Gene von außen "erkennen" können. Tatsächlich ist schon länger bekannt, dass Mäuse, Menschen und Stichlinge die genetische Struktur der MHC-Moleküle ihrer potenziellen Partner riechen können.


Vor einigen Jahren hatten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Limnologie gezeigt, dass Stichlinge in natürlichen Populationen meist über eine mittlere Anzahl von etwa fünf MHC-Varianten je Fisch verfügen und dass Weibchen diese Anzahl durch die geruchliche Auswahl des immungenetisch passenden Partners für ihre Nachkommen erreichen (Reusch, Häberli, Aeschlimann & Milinski, Nature 414:300-302, 2001). In weiteren Versuchen lieferte das Plöner Institut den experimentellen Nachweis, dass diese Anzahl von MHC-Varianten für das Individuum ein immungenetisches Optimum darstellt, das maximale Immunabwehr erlaubt (Wegner, Kalbe, Kurtz, Reusch & Milinski, Science 301:1343, 2003).Worin könnte das natürliche Duftbouquet bestehen, mit dem Männchen (wie auch Weibchen bei Mäusen und Menschen) Information über ihre MHC-Individualität signalisieren? Wenn es bestimmter MHC-Moleküle bedarf, um bestimmte Peptide aus der Zelle zu transportieren, dann sollte das Spektrum von Peptiden, das nach "außen" gelangt, das Spektrum von MHC-Molekülen eindeutig widerspiegeln - und damit das Spektrum der entsprechenden genetischen Varianten eines Individuums. Das Bouquet der ausgeschiedenen Peptide könnte das "natürliche Parfüm" sein, über das z.B. ein Weibchen den immungenetisch passenden Partner heraus riecht. Dass Peptide mit den passenden Aminosäuren als Anker für MHC-Moleküle - und zwar nur solche Peptide - von speziellen Nervenzellen der Riechschleimhaut von Mäusen als Signalstoffe (Pheromone) erkannt werden, hat gerade ein internationales Forscherteam um Thomas Boehm vom Max-Planck-Institut für Immunbiologie in Freiburg nachgewiesen (Leinders-Zufall, Brennan, Widmayer, Chandramani, Maul-Pavicic, Jäger, Li, Breer, Zufall & Boehm, Science 306:1033-1037, 2004). Wenn diese Peptide auch das "natürliche Parfüm" von Stichlingen darstellen, müsste man den Duft eines Stichlingsmännchens durch Hinzufügen von verschiedenen synthetischen Peptiden manipulieren können. Dabei sollte es nur von der MHC-Variantenzahl des Paares abhängen, ob die Zusatzparfümierung durch die gleiche Mischung synthetischer Peptide das Männchen für ein bestimmtes Weibchen anziehend oder abstoßend wirkt: So sollte ein Männchen, das für ein bestimmtes Weibchen zu wenige MHC-Varianten bietet, um das Optimum zu erreichen, durch Hinzufügen synthetischer Peptiden attraktiver werden.

Auf der anderen Seite sollte der Duft eines von sich aus attraktiven Männchens, das schon die optimale Ergänzung bietet, durch Hinzufügen derselben Peptidmischung abstoßend wirken. Im Rahmen einer Kooperation zwischen dem nördlichsten und dem südlichsten Max-Planck-Institut ist es den Evolutionsökologen aus Plön und den Immunbiologen aus Freiburg gelungen, diesen Nachweis zu erbringen: Im Experiment konnte das laichbereite Weibchen das Männchen nicht sehen, sondern bekam lediglich das Wasser aus dem Aquarium des Männchens in einem Strömungskanal mit zwei parallel geführten Zuläufen kontinuierlich geboten. In dem einen Zulauf wurde das Aquariumswasser mit einer Peptidmischung, in dem anderen lediglich mit dem Lösemittel ohne Peptide versetzt. Unter Videokontrolle konnte das Weibchen zwischen den beiden Zuläufen zehn Minuten lang frei wählen - und entschied sich tatsächlich der Vorhersage entsprechend.

In einem weiteren Experiment konnten die Forscher zeigen, dass die gleiche Peptidmischung von Stichlingsweibchen ignoriert wird, wenn die Ankerregionen der Peptide Aminosäuren tragen, die nicht an MHC-Moleküle binden. Das muss man fordern, wenn Peptide nur die MHC-Individualität des Senders übermitteln sollen.

Da offenbar von Mäusen und Stichlingen dieselben immungenetischen Signalmoleküle verstanden werden, muss man annehmen, dass dieses Signalsystem, wie schon für das MHC-System gezeigt, bei Wirbeltieren, den Menschen eingeschlossen, ähnlich ist. "Die neuen Ergebnisse werfen die Frage auf, ob auch Menschen anhand von Peptiden Informationen über MHC-Varianten ihres Gegenübers sammeln können", sagt Thomas Boehm. "Welche Rolle dabei Parfüms spielen, die von Menschen schon seit Tausenden von Jahren verwendet werden und deren individuelle Auswahl von den eigenen MHC-Genen beeinflusst wird, wird uns noch beschäftigen", erklärt sein Kollege Manfred Milinski.

Dr. Andreas Trepte | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Polymere aus Bor produzieren
18.01.2018 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Modularer Genverstärker fördert Leukämien und steuert Wirksamkeit von Chemotherapie
18.01.2018 | Deutsches Krebsforschungszentrum

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: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2018

17.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

18.01.2018 | Informationstechnologie

Optimierter Einsatz magnetischer Bauteile - Seminar „Magnettechnik Magnetwerkstoffe“

18.01.2018 | Seminare Workshops

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten