Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

"Mehr Licht!" ins Dunkel der frühen Zellevolution

30.03.2006
Als Goethe starb, soll er gesagt haben: "Mehr Licht!". Ob als Bitte oder Beobachtung, bleibt ungeklärt. Heutige Evolutionsforscher sind auf der intensiven Suche nach "Mehr Licht!", wenn es darum geht, die graue Vergangenheit der Urzellen zu beleuchten.

Als besonders schwierig gilt die Suche nach einer zutreffenden Beschreibung des evolutionären Übergangs von den Prokaryoten (den bakterienartigen Zellen) zu den Eukaryoten - den höherentwickelten Zellen, die stets einen Zellkern besitzen und zugleich die einzelligen Ur-Ur-Urahnen des Menschen sind. Neuigkeiten zum Thema berichtet jetzt der Evolutionsbiologe Prof. Dr. William Martin (Institut für Botanik III der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf) gleich zweimal in der international angesehenen Fachzeitschrift "Nature" (2. März, S. 41- 45 und in der Ausgabe vom 30. März).

Im ersten Beitrag beschreibt er zusammen mit Eugene Koonin vom amerikanischen National Institute of Health, wie eine Besonderheit der Genorganisation der Eukaryoten, die sog. Introns, den mechanistischen Antrieb zur Entstehung des Zellkerns geführt haben kann.

Introns in eukaryotischen Genen kennt man seit rund 30 Jahren. Sie unterbrechen die Genstruktur und mŸssen auf dem Wege der Realisierung (Expression) der genetischen Information mühsam entfernt (herausgespleisst) werden.

Die Vorstellung, dass Introns für die komplexe Zellkompartimentierung der Eukaryoten ursächlich waren, ist grundlegend neu, und läuft einem seit Jahrzehnten etablierten Dogma der Zellevolution scharf entgegen. Bisher herrschte eine nahezu unangefochtene Vorstellung in der Fachwelt, dass zuerst der Kern entstand, dann die Mitochondrien (die energieliefernden Kraftwerke eukaryotischer Zellen).

Martins Theorie zufolge ist genau das Gegenteil der Fall: Zuerst die Mitochondrien, aus deren Genen die molekularen Vorfahren der Introns stammen, dann der Kern. Stellt dies die traditionelle Sicht der Zellevolution auf den Kopf? Martin sagt: "Ja." Um die Entstehung just jener Mitochondrien geht es in seinem zweiten Beitrag, der gemeinsam mit T. Martin Embley von der Universität Newcastle (UK) verfasst wurde. Die Mitochondrien sind vor mehr als einer Milliarde Jahre aus einer Symbiose hervorgegangen: Ein freilebendes Bakterium ist in eine Wirtszelle eingewandert. Aber was genau war diese Wirtszelle?

Der bisherigen Lehrmeinung zufolge war sie ein primitiver Eukaryot. Wenn das so wäre, dann müsste es heute Zellen geben, die einen Kern aber keine Mitochondrien besitzen. Dies haben Biologen zwar lange geglaubt, aber zu unrecht, wie im neuen Beitrag erklärt wird. Bei den Zellen, wo man bislang das völlige Fehlen der Mitochondrien vermutet hat, sind jedoch welche vorhanden!

Aber im Gegensatz zu den Mitochondrien des Menschen sind sie nicht an der Atmung beteiligt, sondern sie bilden Wasserstoff (die Hydrogenosomen) oder essentielle Eisen-Schwefel Cofaktoren (die Mitosomen). Die evolutionäre Signifikanz dieser besonderen Formen der Mitochondrien, die bei den anaeroben (Sauerstoff-meidenden) Eukaryoten vorkommmen, wurde lange von der Fachwelt bezweifelt. Martin ist der Ansicht, dass genau im anaeroben Stoffwechsel der Hydrogenosomen (und Mitosomen) der Schlüssel zur Entstehung der Eukaryoten und damit zur Entstehung der höheren Lebensformen liegt.

Die neuen Arbeiten zeichnen ein ganz anderes Bild der frühen Zellevolution, als heute in den meisten Lehrbüchern zu finden ist.

Sie messen dem Prinzip der Symbiose eine sehr viel wichtigere Rolle in der Entstehung der Eukaryoten zu, als man bisher angenommen hat. Da die menschliche Entwicklungslinie letztendlich auch bei der Entstehung der Eukaryoten anfängt, ist die Suche nach "Mehr Licht!" in der Zellevolution auch ein Versuch, unsere eigenen Wurzeln im Stammbaum des Lebens besser auszuleuchten. Dazu Martin: "Im Prinzip ja, solange man nicht darauf beharrt, alle Prozesse in der Evolution als Baum zu verstehen, weil man es bei der Symbiose nicht mit einer Verästelung, sondern mit einer Wiedervereinigung zu tun hat."

Prof. Martin’ Arbeiten werden von der DFG im Rahmen des bundesweit ersten Transregio-Sonderforschungsbereichs "Endosymbiose: Vom Prokaryoten zum eukaryotischen Organell" gefördert.

Kontakt: Prof. Dr. William Martin , e-mail : w.martin@uni-duesseldorf.de , web: http://www.molevol.de

Rolf Willhardt | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-duesseldorf.de/
http://www.molevol.de

Weitere Berichte zu: Eukaryot Introns Mitochondrium Symbiose Zellevolution

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Entzündung weckt Schläfer
29.03.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Rostocker Forscher wollen Glyphosat „entzaubern“
29.03.2017 | Universität Rostock

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: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten