Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wer hat wen gefressen?

15.11.2006
Wissenschaftler spüren der molekularen Basis eines Wirtssprungs nach / Neue MaxPlanckForschung erschienen

Es kann eine chronische Gastritis auslösen, Magengeschwüre und im schlimmsten Fall sogar Magenkrebs - das Bakterium Helicobacter pylori. Die Hälfte der Weltbevölkerung ist mit diesem Keim infiziert, und offenbar litten auch schon unsere Vorfahren darunter.


Jeder zweite Mensch trägt heute Helicobacter pylori im Magen. Jetzt fanden Forscher, dass die nahe verwandte Spezies Helicobacter acinonychis vor etwa 200 000 Jahren vom Menschen in Großkatzen gelangte - Beispiel für einen erfolgreichen Wirtssprung. Bild: MPI für Infektionsbiologie / Volker Brinkmann

In den Mägen von Großkatzen, wie Löwen, Tiger oder Geparden, findet man eine eng verwandte Spezies: Helicobacter acinonychis. Dieses Bakterium könnte möglicherweise auf den Menschen übergesprungen sein - oder war es umgekehrt? Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Infektionsbiologie in Berlin und von der Pennsylvania State University sind dieser Frage nachgegangen und haben dabei die molekulare Basis für einen solchen Wirtssprung entschlüsselt. Darüber berichtet die neueste Ausgabe der MaxPlanckForschung (3/2006).

Das Bakterium Helicobacter pylori ist seit langem ein - wenn auch unangenehmer - Begleiter des Menschen. Seine Populationsgenetik spiegelt die frühmenschlichen Wanderbewegungen wider und legt den Schluss nahe, dass schon unsere in Afrika lebenden Vorfahren infiziert waren. Eine nah verwandte Spezies von H. pylori besiedelt die Mägen von Großkatzen wie Löwen, Tiger und Geparden: Helicobacter acinonychis. Die Wissenschaftler spekulieren daher, ob H. pylori möglicherweise das Ergebnis eines Wirtssprungs von einer Großkatze auf den Menschen gewesen ist, die in der afrikanischen Savanne aufeinander getroffen sind. Möglicherweise war es aber auch umgekehrt und der Keim ist vom Menschen auf die Großkatze übergesprungen. Fragt sich also: Wer hat wen gefressen?

Um das zu beantworten, haben die Teams um Mark Achtman vom Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin und Stephan Schuster von der Pennsylvania State University das Genom von H. acinonychis sequenziert und mit dem von H. pylori verglichen. Dabei richteten die Forscher ihr Augenmerk auf jene genomischen Unterschiede, die möglicherweise für einen Wirtssprung eine Rolle spielen. So könnten bestimmte Genprodukte, die nach einem Wirtssprung funktional überflüssig geworden sind, inaktiviert werden oder ganz verloren gehen. Im Zuge eines horizontalen Gentransfers könnte das Bakterium auch neue Gene aufgenommen haben, die den Wirtssprung auslösen oder zumindest erleichtern. In beiden Fällen sollte das Fehlen oder aber das Vorhandensein von bestimmten Genen einzig in der neu evolvierten Art auftreten.

Tatsächlich finden sich im Genom von H. acinonychis eine Reihe inaktivierter Gene - zehnmal mehr als bei H. pylori. Sie sind in erster Linie fragmentiert und haben deshalb ihre eigentliche Funktion verloren. Auch neue Gene, die offenbar durch horizontalen Gentransfer von einem Bakterium zum anderen gelangt sind, haben die Infektionsbiologen entdeckt. Ihre Schlussfolgerung: Der Erreger muss vor etwa 200 000 Jahren vom Menschen in die Großkatze gelangt sein - offenbar war der Frühmensch in Afrika ein gefundenes Fressen. Allerdings muss das Mahl der Großkatze schlecht bekommen sein, da sie sich damit auch das Bakterium einverleibt hat. Und sie wird es so schnell nicht wieder los: H. acinonychis hat sich mittlerweile so gut an seinen Wirt angepasst, dass er sich im Labor kaum noch bei Mäusen kolonisieren lässt und natürlicherweise keinen anderen Wirtsorganismus infiziert.

In sehr wenigen Fällen führt eine solche Übertragung auch zu einem echten Wirtssprung. Denn in der Regel ist die Weitergabe zwischen den Individuen des neuen Wirts sehr ineffektiv. Die Übertragung, die schließlich die Entwicklung von H. acinonychis auslöste, war deshalb erfolgreich, weil sich das Bakterium durch den Import neuer Gene und durch die Inaktivierung anderer Gene an den neuen Wirt (die Großkatze) anzupassen vermochte. So stellten die Wissenschaftler fest, dass vor allem Gene importiert und fragmentiert worden sind, die mit Änderungen der bakteriellen Zelloberfläche in Verbindung stehen. "Möglicherweise sind auf diese Weise Zielstrukturen an der Zelloberfläche eliminiert worden, die Angriffspunkte für die Immunabwehr des Wirts waren, oder neue Andockstellen als Anpassung an den neuen Wirt geschaffen worden", sagt Mark Achtman.

Diese Ergebnisse erhellen die molekularen Ereignisse, die es einem Bakterium erlauben, sich an einen neuen Wirt anzupassen: Sie zeigen, dass schon einige wenige genetische Veränderungen einen erfolgreichen Wirtssprung erlauben. Darüber hinaus bietet H. acinonychis eines der wenigen Beispiele für einen Wirtssprung vom Menschen auf ein Tier.

Eine ausführlichere Version dieses Textes finden Sie in der neuesten Ausgabe von MaxPlanckForschung. Im Schwerpunkt des Heftes beleuchten wir das Thema "Information" aus unterschiedlichen Blickwinkeln: Was hat es mit der Quantenkryptografie auf sich? Wie funktioniert der Bordcomputer einer Fliege? Wird Open Access das wissenschaftliche Publikationssystem verändern? Was lässt ein Computerbild naturgetreu aussehen? Im Essay widmet sich Gastautor Jürgen Kaube von der Frankfurter Allgemeinen Zeitung dem Verhältnis zwischen Wissenschaft und Öffentlichkeit. Unter der Rubrik "Faszination Forschung" erleben Sie eine Reise durch das Universum und zu den Anfängen von Raum und Zeit. Außerdem finden Sie ein Porträt der Materialwissenschaftlerin Anke Pyzalla und einen Beitrag aus dem Bereich der Entwicklungspsychologie: "Wie wir werden, wer wir sind." Lesen Sie im Kongressbericht das Neueste aus der Systembiologie ("Die Zelle als Puzzlespiel") und begleiten Sie unter "Wissen aus erster Hand" einen Forscher, der das Geheimnis der Blüte entblättert.

Dem Heft liegt der BIOMAX "Der Duft der Gene - was bei der Partnerwahl wirklich entscheidet" bei.

MaxPlanckForschung erscheint viermal im Jahr. Das Wissenschaftsmagazin kann bei der Pressestelle der Max-Planck-Gesellschaft oder über unser Webformular abonniert werden. Der Bezug ist kostenfrei.

Originalveröffentlichung:

Mark Eppinger, Claudia Baar, Bodo Linz, Günter Raddatz, Christa Lanz, Heike Keller, Giovanni Morelli, Helga Gressmann, Mark Achtman, Stephan C. Schuster

Who ate whom? Adaptive Helicobacter

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Bakterium Gen Großkatze Helicobacter Wirt Wirtssprung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Spot auf die Maschinerie des Lebens
23.08.2017 | Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen

nachricht Immunsystem kann durch gezielte Manipulation des Zellstoffwechsels reguliert werden
23.08.2017 | Medical University of Vienna

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: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Spot auf die Maschinerie des Lebens

23.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Sonne: Motor des Erdklimas

23.08.2017 | Physik Astronomie

Entfesselte Magnetkraft

23.08.2017 | Physik Astronomie