Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein molekularer Schalter für Leben, Fortpflanzung und Tod

29.11.2016

"Bis dass der Tod uns scheidet" – diese Worte haben für den Meeresborstenwurm eine tiefere Bedeutung: Noch am Tag der Paarung, wenn sie Tausende befruchtete Eier ins Meer abgegeben haben, sterben die Elterntiere. Diese radikale "Alles-oder-nichts"-Strategie verdeutlicht ein allgemeines Prinzip: Weil Tiere nur begrenzte Ressourcen zur Verfügung haben, benötigen sie Mechanismen, zu entscheiden, ob sie diese eher in Fortpflanzung oder in andere Funktionen wie Wachstum investieren. Forscher um Florian Raible haben jenes Hormon entschlüsselt, das eine zentrale Rolle bei dieser Entscheidung spielt. Die Arbeit wird im Wissenschaftsmagazin eLife veröffentlicht.

Alle Organismen brauchen Energie. Doch weil Energiequellen wie Futter in der Regel begrenzt sind, müssen Tiere entscheiden, wie sie die zur Verfügung stehenden Ressourcen am besten einsetzen. Fortpflanzung ist oft mit einer erheblichen Investition von Ressourcen verbunden, insbesondere, wenn Tiere eine große Zahl von Nachkommen zeugen.


Ein reifes Weibchen des Meeresringelwurms

Copyright: Florian Raible, Universität Wien


Großaufnahme zweier Eleocyten, der Zellen, die in der Entscheidung über Leben, Reifung und Tod der Meeresringelwürmer eine zentrale Rolle spielen.

Copyright: Sven Schenk, Universität Wien

Im Gegenzug bleiben ihnen dann weniger Ressourcen für andere Funktionen wie das Körperwachstum übrig. Bei Tieren, die bei der Fortpflanzung eine "Alles-oder-Nichts"-Strategie verfolgen, ist dieses Prinzip auf die Spitze getrieben: Wenn diese Tiere sich fortpflanzen, stecken sie alle verbleibende Energie in die Produktion des Nachwuchses, und sterben danach. Somit wird Fortpflanzung in diesen Tieren zu einer Frage von Leben und Tod.

Das Forschungsteam von Florian Raible entschlüsselt die molekularen Signalmoleküle, die es Tieren ermöglichen, diese wichtige Entscheidung zu treffen. Dafür nutzt das Team den Meeresborstenwurm Platynereis. Das Gehirn dieses Tieres produziert ein Hormon, das entscheidet, ob ein Tier wächst oder sich fortpflanzt und stirbt.

Das Hormon, das schon seit über 60 Jahren gesucht wurde und die Forscher nun identifizieren konnten – Methylfarnesoat – unterdrückt die Produktion des Dotter-Gens bei Weibchen und greift damit direkt in einen besonders ressourcenlastigen Schritt in der Fortpflanzung ein. Für Sven Schenk, Erstautor der Studie, war die Entdeckung der Substanz eine große Überraschung:

"Verwandte Substanzen waren bislang nur bei Insekten und nahe mit ihnen verwandten Tiergruppen entdeckt worden. Unsere Entdeckung des Hormons in einem Wurm macht klar, dass diese Art Hormon bereits viel früher in der Tierevolution entstanden sein musste als bisher angenommen.“

Mit der Entdeckung verbunden ist aber auch noch eine mögliche negative ökologische Konsequenz: Es gibt zahlreiche Insektizide, die eben diesen Signalweg beeinflussen. Diese Insektizide werden massiv eingesetzt, etwa im momentanen Kampf gegen die Tigermücke, die das Zika-Virus überträgt. Als das Forscherteam diese Insektizide an Platynereis testete, stellte sich heraus, dass sie das Hormonsystem der Würmer bereits in geringer Dosis entscheidend beeinträchtigten. "Das bedeutet auch, dass der Einsatz dieser Mittel möglicherweise tiefer in das gesamte Ökosystem der betroffenen Gebiete eingreift als beabsichtigt."

Die Forscher konzentrieren sich nun auf die Erforschung der Verbreitung dieser Hormon-Klasse sowie ihre Funktion bei anderen Tiergruppen, wie zum Beispiel Schnecken und Muscheln. Das Team wird sich aber auch mit der Regulation des Hormons beschäftigen. "Schon seit langem weiß man, dass die Fortpflanzung der Meeresborstenwürmer von einem Monatszyklus abhängt, der durch das Mondlicht eingestellt wird. Nachdem wir nun ein entscheidendes Hormon der Reproduktion entdeckt haben, können wir und unsere KollegInnen der Forschungsplattform 'Rhythmen des Lebens' nun möglicherweise entscheidende Fortschritte darin machen, diesen Zyklus in seinem Wirkmechanismus zu entschlüsseln", erklärt Raible.

Um das Hormon zu identifizieren, wurden Mittel des Europäischen Forschungsrats (ERC) sowie des Fonds zur Förderung wissenschaftlicher Forschung (FWF) verwendet. Entscheidend für die Entdeckung war auch die Kooperation mit der Arbeitsgruppe des Chemikers Christopher Gerner vom Institut für Analytische Chemie der Universität Wien. Diese Zusammenarbeit wurde durch die interdisziplinäre Forschungsplattform "Rhythmen des Lebens" der Universität Wien ermöglicht.

Über die Forschungsplattform "Rhythmen des Lebens"
Die Universität Wien fördert seit 2013 die fakultätsübergreifende Forschungsplattform "Rhythmen des Lebens". Beteiligt sind die Max F. Perutz Laboratories (MFPL), die Fakultät für Lebenswissenschaften und die Fakultät der Chemie. Universitäre Forschungsplattformen erleichtern die Kollaboration zwischen unterschiedlichen Zentren und Fakultäten der Universität Wien. Ihre Ergebnisse liefern oftmals die Grundlage für erfolgreiche Einreichungen für Drittmittelförderungen.

Publikation in "eLife":
Sven Schenk, Christian Krauditsch, Peter Frühauf, Christopher Gerner, Florian Raible.
Discovery of methylfarnesoate as the annelid brain hormone reveals an ancient role of sesquiterpenoids in reproduction
eLife, 29. November 2016.
DOI: 10.7554/eLife.17126.001

Wissenschaftlicher Kontakt
Dr. Florian Raible
Max F. Perutz Laboratories
Universität Wien
Vienna Biocenter
1030 Wien, Dr.-Bohr-Gasse 9
T +43-1-4277-546 16
M +43-664-602 77-546 16
florian.raible@univie.ac.at

Rückfragehinweise
Mag. Alexandra Frey
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
M +43-664-602 77-175 33
alexandra.frey@univie.ac.at

Caterina Purini, MSc
Max F. Perutz Laboratories
Communications
Vienna Biocenter
1030 Wien, Dr.-Bohr-Gasse 9
T +43-1-4277-240 14
M +43-664-602 77-24014
caterina.purini@mfpl.ac.at

Offen für Neues. Seit 1365.
Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 19 Fakultäten und Zentren arbeiten rund 9.600 MitarbeiterInnen, davon 6.800 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 93.000 nationale und internationale Studierende inskribiert. Mit über 180 Studien verfügt sie über das vielfältigste Studienangebot des Landes. Die Universität Wien ist auch eine bedeutende Einrichtung für Weiterbildung in Österreich. http://www.univie.ac.at

Über die MFPL
Die Max F. Perutz Laboratories (MFPL) sind ein gemeinsames Forschungs- und Ausbildungszentrum der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien am Vienna Biocenter, einem der größten Life Sciences Cluster in Österreich. An den MFPL sind rund 500 MitarbeiterInnen aus 40 Nationen in durchschnittlich 60 Forschungsgruppen mit Grundlagenforschung und Lehre im Bereich der Molekularbiologie beschäftigt.

Stephan Brodicky | Universität Wien

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neurobiologie - Die Chemie der Erinnerung
21.11.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

nachricht Diabetes: Immunsystem kann Insulin regulieren
21.11.2017 | Universität Basel

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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wasserkühlung für die Erdkruste - Meerwasser dringt deutlich tiefer ein

21.11.2017 | Geowissenschaften

Eine Nano-Uhr mit präzisen Zeigern

21.11.2017 | Physik Astronomie

Zentraler Schalter

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie