Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Geheimnisvolle Transporter

11.05.2015

In einem neuen Forschungsprojekt untersuchen Wissenschaftler der Uni Siegen, warum Pflanzenschutzmittel ihre Wirksamkeit gegen Insektenbefall verlieren.

Forst- und Landwirte, die Kulturpflanzen wie Kiefer, Weizen oder Mais anbauen, stehen schnell verschiedenen Fraß- und Vorratsschädlingen gegenüber. Schmetterlingsraupen, Käfer, Läuse und andere Insekten können den Ertrag erheblich schmälern.


Die Augen des rotbraunen Mehlkäfers rechts sind infolge des Fehlens der Pigmente aufgehellt, nachdem ein für den Transport von braunen Farbpigmenten benötigtes ABC-Transporter-Gen stillgelegt wurde.

Um die Pflanzen zu schützen, werden deswegen vielfach Insektenbekämpfungsmittel versprüht. Doch immer häufiger verlieren die Insektizide ihre Wirkung, selbst nach jahrelang erfolgreichem Einsatz. Aber warum werden die Stoffe auf einmal wirkungslos?

Dieser Frage geht Dr. Hans-Michael Merzendorfer nach. Der Professor für Molekularbiologie an der Uni Siegen beschäftigt sich in einem neuen Forschungsprojekt mit der Rolle der ABC-Transporter bei der Elimination von Insektiziden und ihren Metaboliten. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt die Forschung mit rund 400.000 Euro. Das Forschungsprojekt ist auf eine Laufzeit von drei Jahren ausgelegt und startet im Mai 2015.

ABC-Transporter sind mikroskopisch kleine Pumpen, die eine besondere Funktion haben: Sie transportieren eine Vielzahl von Stoffen über die Membranen der Zellen. Vor drei Jahrzehnten erregte diese Pump-Funktion bereits großes Forschungsinteresse im Bereich der Medizin.

Im Rahmen der Krebs-Bekämpfung stellten Forscher fest, dass manche Zellen resistent gegen die eingesetzten Chemotherapeutika geworden waren. Diese Krebszellen verfügten über eine hohe Zahl an ABC-Transportern, die in die äußere Bio-Membran der Zelle eingebaut sind und den Wirkstoff aus der Zelle schleusten. Sie neutralisierten so die Wirkung der Chemotherapie.

Prof. Merzendorfer und zwei Doktoranden erforschen nun die Unwirksamkeit von Insektiziden und die Rolle der ABC-Transporter. ABC ist eine Abkürzung für ATP-Bindungs-Kassette (engl. ATP binding cassette) und beschreibt die Eigenschaft dieser Proteine, ATP zu binden. ATP bezeichnet ein energiereiches Molekül, das die Pumpe antreibt.

„Für unsere Forschung arbeiten wir mit gentechnisch veränderten Zellen, unter anderem mit Bakterien, Pilzen und Insektenzellen. Wir verändern die Gene dieser Zellen so, dass sie die für uns interessanten Proteine herstellen, um ihre besonderen Eigenschaften analysieren zu können“, erklärt Prof. Merzendorfer.

In ähnlicher Weise werden bereits verschiedene Proteine für medizinische Zwecke hergestellt. Beispielsweise werden Bakterien für die Produktion von menschlichem Insulin umprogrammiert. „Viele kleine Helfer des täglichen Lebens sind so entstanden. Uns geht es aber um die Grundlagenforschung. Wir wollen herausfinden, welche Rolle die ABC-Transporter bei der Insektizid-Resistenz spielen“, sagt Prof. Merzendorfer.

Der Professor für Molekularbiologie erklärt die Strategie so: „Bei Insekten führen verschiedene Mutationen dazu, dass die Wirksamkeit der Pflanzenschutzmittel aufgehoben wird. Entweder ist das Angriffsziel direkt mutiert, die Substanzen werden vermehrt abgebaut oder aber vermehrt aus den Zellen heraus transportiert. Wir interessieren uns für den zuletzt genannten Mechanismus. Das Forschungsziel ist zunächst, diejenigen Proteine zu identifizieren, die Insektizide aus den Zellen herauspumpen.“

In einem nächsten Schritt wird erforscht, wie das Wissen über die Rolle der ABC-Transporter genutzt werden kann, um bekannte Pflanzenschutzmittel wieder wirksam zu machen. Ihnen könnte beispielsweise ein selektiver Inhibitor gegen die ABC-Pumpen zugesetzt werden, der diese Art der Abwehr stilllegt.

„Ein bisschen ist es ein Wettrüsten“, sagt Prof. Merzendorfer. Profitieren könnte aber nicht nur die Land- und Forstwirtschaft, sondern auch Lebewesen wie die Honigbiene. Diese Bienen könnten durch selektivere Mittel gegen Pflanzenschädlinge besser geschützt werden.

André Zeppenfeld | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-siegen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Was läuft schief beim Noonan-Syndrom? – Grundlagen der neuronalen Fehlfunktion entdeckt
16.10.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

nachricht Keimfreie Bruteier: Neue Alternative zum gängigen Formaldehyd
16.10.2017 | Technische Universität Graz

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: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Im Focus: Kalte Moleküle auf Kollisionskurs

Mit einer neuen Kühlmethode gelingt Wissenschaftlern am MPQ die Beobachtung von Stößen in einem dichten Strahl aus kalten und langsamen dipolaren Molekülen.

Wie verlaufen chemische Reaktionen bei extrem tiefen Temperaturen? Um diese Frage zu beantworten, benötigt man molekulare Proben, die gleichzeitig kalt, dicht...

Im Focus: Astronomen entdecken ungewöhnliche spindelförmige Galaxien

Galaxien als majestätische, rotierende Sternscheiben? Nicht bei den spindelförmigen Galaxien, die von Athanasia Tsatsi (Max-Planck-Institut für Astronomie) und ihren Kollegen untersucht wurden. Mit Hilfe der CALIFA-Umfrage fanden die Astronomen heraus, dass diese schlanken Galaxien, die sich um ihre Längsachse drehen, weitaus häufiger sind als bisher angenommen. Mit den neuen Daten konnten die Astronomen außerdem ein Modell dafür entwickeln, wie die spindelförmigen Galaxien aus einer speziellen Art von Verschmelzung zweier Spiralgalaxien entstehen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Wenn die meisten Menschen an Galaxien denken, dürften sie an majestätische Spiralgalaxien wie die unserer Heimatgalaxie denken, der Milchstraße: Milliarden von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

bionection 2017 erstmals in Thüringen: Biotech-Spitzenforschung trifft in Jena auf Weltmarktführer

13.10.2017 | Veranstaltungen

Tagung „Energieeffiziente Abluftreinigung“ zeigt, wie man durch Luftreinhaltemaßnahmen profitieren kann

13.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

ESO-Teleskope beobachten erstes Licht einer Gravitationswellen-Quelle

16.10.2017 | Physik Astronomie

Was läuft schief beim Noonan-Syndrom? – Grundlagen der neuronalen Fehlfunktion entdeckt

16.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Gewebe mit Hilfe von Stammzellen regenerieren

16.10.2017 | Förderungen Preise