Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gefährliche Kost: Regenwürmer schützen sich gegen schädliche Pflanzenstoffe

05.08.2015

Naturstoff hilft jährlich Milliarden Tonnen Laub zu zersetzen

Regenwürmer kann man fast überall auf unserer Welt finden, vom Komposthaufen im eigenen Garten, in Wiesen- und Feldböden bis hin zu tropischen Regenwäldern. Die wichtigste Aufgabe der Regenwürmer ist die Rückgewinnung von Nährstoffen aus totem Pflanzenmaterial, von dem sie sich ernähren. Jetzt haben Forscher herausgefunden, wie die Würmer mit den giftigen Stoffen umgehen, die von Pflanzen als Schutz gegen Fraßfeinde gebildet werden. Ihre Ergebnisse publizieren sie jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications.


Verteilung der Drilodefensine im Wurm. Die Falschfarbendarstellung zeigt die Ergebnisse der massenspektroskopischen Untersuchen (MALDI-MS) im Querschnitt des Wurms. Der Name der Substanz leiten die Forscher aus der wissenschaftlichen Bezeichnung Megadrile für bodenbewohnende Oligochaeten wie Regenwürmer ab. (Quelle: Manuel Liebeke)


Ohne Drilodefensine dickere Laubschichten in den Wäldern Regenwürmer verdauen die abgefallenen Pflanzenblätter und reichern so die Erde an. Den Wissenschaftlern nach sähe die Welt ohne diese Schut

Manuel Liebeke

Schutz durch besondere Moleküle im Darm

Pflanzen produzieren sogenannte Polyphenole, diese wirken als Antioxidantien und geben Pflanzen ihre Farbe. Sie behindern jedoch die Verdauungsprozesse von vielen Pflanzenfresser. Die Wissenschaftler um Dr. Manuel Liebeke haben jetzt Moleküle (Drilodefensine) im Darm der Würmer entdeckt, die die pflanzlichen Abwehrstoffe inaktivieren und den Nahrungsverdau ermöglichen. Regenwürmer setzen diese Drilodefensine als Gegenmittel ein um sich zu schützen.

Dr. Liebeke sagt: “Es gibt weltweit eine Menge von diesen Wirkstoffen, weil es sehr viele Regenwürmer gibt, teilweise bis zu 300 pro Quadratmeter. Die Gesamtmasse der Drilodefensine ist beträchtlich, verteilt auf die Weltbevölkerung ungefähr ein Kilogramm pro Mensch.“

Die Moleküle scheinen sehr wertvoll für den einzelnen Wurm zu sein, denn die Würmer schonen ihren eigenen Vorrat, indem sie ein effektives Recyclingsystem nutzen und nichts von der Substanz ausscheiden. Dr. Liebeke und seine Kollegen fanden heraus, je mehr Polyphenole in der Nahrung der Würmer stecken, desto mehr Drilodefensin wird im Regenwurmdarm gebildet.

Das Schutzmolekül Drilodefensin der Würmer arbeitet im Prinzip wie eine Seife. Sie umhüllen die Nahrungseiweiße und Enzyme im Wurmdarm und verhindern das die Polyphenole daran binden können. Ohne diesen Schutz würden die pflanzlichen Polyphenole einen Prozess starten, der den Wurmdarm schädigen würde.

Der Nachweis dieser Stoffe im Darm wurde erst möglich durch ein auf Massenspektrometrie beruhendes bildgebendes Verfahren (MALDI-MS). Manuel Liebeke konnte mit dieser Technik genau verfolgen, in welchem Darmbereich sich das Defensin ansammelte. Der Wissenschaftler ist inzwischen am Bremer Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in der Abteilung Symbiose tätig und forscht nun an marinen Würmern. Er sagt: „Diese neue Methodik der molekularen Mikroskopie wird unser Verständnis in der Biologie auf vielen Ebenen revolutionieren. Wir sind nun in der Lage, fast jedes Molekül in einem Lebewesen wie dem Regenwurm zu lokalisieren. Und wenn wir wissen, wo sich das Molekül anreichert, hilft es uns dabei seine mögliche Funktion zu verstehen.“

Rückfragen an
Dr. Manuel Liebeke
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Celsiusstr. 1
D-28359 Bremen, Telefon:0421 2028 - 825
mliebeke@mpi-bremen.de

oder an den Pressesprecher
Dr. Manfred Schlösser
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Celsiusstr. 1
D-28359 Bremen, Telefon:0421 2028 - 704
mschloes@mpi-bremen.de

Beteiligte Institute
Department of Surgery and Cancer, Imperial College London, London, UK;
Department of Materials, Imperial College London, UK;
Cardiff School of Biosciences, Cardiff University, Cardiff, UK;
Bruker Daltonik GmbH, Bremen, Germany;
Department of Chemistry, Chemistry Research Laboratory, University of Oxford, Oxford, UK
Centre for Ecology and Hydrology, Wallingford, Oxon, UK;
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen

Originalarbeit
Unique metabolites protect earthworms against plant polyphenols.
Liebeke, Manuel; Strittmatter, Nicole; Fearn, Sarah; Morgan, A John; Kille, Peter; Fuchser, Jens; Wallis, David, Palchykov, Vitalii; Robertson, Jeremy; Lahive, Elma; Spurgeon, David J; McPhail, David; Takáts, Zoltán; Bundy, Jacob G
Nature Communications 2015, DOI 10.1038/ncomms8869

Diese Arbeit wurde unterstützt durch das Natural Environment Research Council, UK.

Weitere Informationen:

http://www.mpi-bremen.de

Dr. Manfred Schloesser | Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise