Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Ein Code jenseits der DNA

nächste Meldung

Unser genetischer Code umfasst vier „Buchstaben“, die in Form von vier Nucleobasen in unserer DNA und RNA vorliegen. Immer drei Buchstaben bilden „Wörter“, die von tRNA in Aminosäuren übersetzt und zu Proteinen zusammengefügt werden. Spezielle Markierungen unterteilen die Gene zudem in aktive und inaktive Bereiche. Weniger erforscht ist eine mögliche dritte Informationsebene: Die chemische Modifikation von tRNA-Nucleobasen. Thomas Carell und ein Team von der Universität München zeigen jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie, dass tRNA-Modifikationsprofile zur Charakterisierung von Arten und zur Unterscheidung pathogener und nichtpathogener Bakterienstämme herangezogen werden können.

In der RNA kommen über 100 verschiedene Modifikationen vor, deren exakte Informationsfunktion noch unbekannt ist. Einige sollen die Aufrechterhaltung des Leserahmens (reading frames) verbessern, andere die RNA-Stabilität beeinflussen oder am „Korrekturlesen“ beteiligt sein. Kürzlich wurde entdeckt, dass das gesamte Kollektiv von modifizierten tRNA-Nucleosiden ein regulativer Bestandteil der Stressantwort ist.

Um mehr über die Funktion modifizierter Nucleobasen zu lernen, untersuchten die Forscher, welche Modifikationen in welcher Menge in verschiedenen Arten vorkommen. Untersucht wurden mehrere gram-positive und gram-negative Bakterienarten, verschiedene Pilze sowie unterschiedliche Zellbestandteile von Schweinen.

Wie sich zeigte, ist der kollektive Satz von modifizierten Basen in hohem Maße artenspezifisch. Verwandte Arten zeigen dabei ähnliche Profile, während sich nichtverwandte deutlich unterscheiden. Carell: „Anhand der Daten konnten wir einen detaillierten Stammbaum der verschiedenen Spezies berechnen, der mit Ergebnissen aus konventionellen Methoden überein stimmt. Die Gesamtheit der Basenmodifikationen einer Art entwickelte sich offensichtlich unter dem Druck der Evolutionsselektion.“

Die Forscher verglichen Paare von pathogenen und nichtpathogenen sowie Antibiotika-resistenter und nichtresistenter Bakterien. „Diese untersuchten Bakterien gehören zu den bedrohlichsten klinischen Pathogenen und sind für viele Todesfälle verantwortlich“, so Carell. „Tatsächlich konnten wir harmlose und gefährliche Spezies anhand des tRNA-Modifikationsprofils voneinander unterscheiden.“ Im Fall der analysierten Listerien und Staphylokokken zeigten die pathogenen und resistenten Spezies einen deutlich erhöhten Gehalt einiger modifizierten Basen. „Dies ist ein Hinweis, dass der Translationsprozess, also die Übersetzung des genetischen Codes in Proteine, hier deutlich anders läuft als bei den weniger gefährlichen Verwandten dieser Bakterienstämme.“

Angewandte Chemie: Presseinfo 36/2011

Autor: Thomas Carell, Ludwig-Maximilians-Universität München (Germany), http://www.carellgroup.de

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201103229

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de/

nächste Meldung

Im Focus: Die schnellste lichtgetriebene Stromquelle der Welt

Die Stromregelung ist eine der wichtigsten Komponenten moderner Elektronik, denn über schnell angesteuerte Elektronenströme werden Daten und Signale übertragen. Die Ansprüche an die Schnelligkeit der Datenübertragung wachsen dabei beständig. In eine ganz neue Dimension der schnellen Stromregelung sind nun Wissenschaftler der Lehrstühle für Laserphysik und Angewandte Physik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) vorgedrungen. Ihnen ist es gelungen, im „Wundermaterial“ Graphen Elektronenströme innerhalb von einer Femtosekunde in die gewünschte Richtung zu lenken – eine Femtosekunde entspricht dabei dem millionsten Teil einer milliardstel Sekunde.

Der Trick: die Elektronen werden von einer einzigen Schwingung eines Lichtpulses angetrieben. Damit können sie den Vorgang um mehr als das Tausendfache im...

Im Focus: The fastest light-driven current source

Controlling electronic current is essential to modern electronics, as data and signals are transferred by streams of electrons which are controlled at high speed. Demands on transmission speeds are also increasing as technology develops. Scientists from the Chair of Laser Physics and the Chair of Applied Physics at Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) have succeeded in switching on a current with a desired direction in graphene using a single laser pulse within a femtosecond ¬¬ – a femtosecond corresponds to the millionth part of a billionth of a second. This is more than a thousand times faster compared to the most efficient transistors today.

Graphene is up to the job

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet