Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Genaktivität bei Pilzen: Laserschnitttechnik mit modernen Sequenziermethoden verknüpft

28.09.2012
- Ein Laser als Minischere

- Genaktivität im gesamten Erbgut von vielzelligen Pilzen auf einen Schlag analysiert

- RUB-Biologen verknüpfen Laserschnitttechnik mit modernen Sequenziermethoden
Mit einer Kombination aus mikroskopischer Laserschere und modernen Sequenziermethoden haben Biologen der Ruhr-Universität die Genaktivität im gesamten Erbgut bestimmter Pilze auf einen Schlag analysiert. Gerade bei Organismen in Millimetergröße ist das eine besondere Herausforderung, da nur wenig Zellmaterial zur Verfügung steht. Die Methode nutzten die Wissenschaftler vom RUB-Lehrstuhl für Allgemeine und Molekulare Botanik, um die Entwicklung von kleinen vielzelligen Pilzen zu untersuchen. Die Ergebnisse berichten sie in der Fachzeitschrift BMC Genomics.

Die Genaktivität unterscheidet sich von Gewebe zu Gewebe

In vielzelligen Organismen enthält jede Zelle das gleiche Erbgut, allerdings ist oft nur ein Teil der Gene aktiv. Diese Unterschiede in der sogenannten Genexpression bewirken die Variation im Aufbau und der Physiologie von Zellen. Die Genexpression ist somit der Schlüssel, um die Entwicklung vielzelliger Organismen zu verstehen. „In großen Organismen wie Pflanzen ist es meist kein Problem, an genügend Ausgangsmaterial für die Untersuchung der Genexpression zu gelangen“, erklärt PD Dr. Minou Nowrousian. „Bei Mikroorganismen bestehen Organe allerdings oft nur aus wenigen Zellen, die außerdem teilweise in andere Gewebe eingebettet sind und sich schlecht von diesen trennen lassen.“ Um dennoch die Genaktivität während der Entwicklung bestimmter gerade mal 0,5 Millimeter großer sexueller Strukturen von Pilzen analysieren zu können, kombinierten die Bochumer Biologen um Prof. Dr. Ulrich Kück und Minou Nowrousian die Laser-Mikrodissektion mit modernen Sequenziertechniken.

So funktioniert die Laser-Mikrodissektion

Bei der Laser-Mikrodissektion schneiden Wissenschaftler unter dem Lichtmikroskop definierte Bereiche aus einer Probe mit einem Laserstrahl aus. Mit dieser Laser-Minischere sammelten die RUB-Forscher die Fruchtkörper, also die sexuellen Strukturen, des Pilzes Sordaria macrospora, der seit Jahrzehnten ein Modellorganismus für die Entwicklungsbiologie ist. Aus den Fruchtkörpern isolierten sie die RNA, die die Genaktivität reflektiert. Mit Hilfe der „Next-Generation“-Sequenzierung entschlüsselten sie dabei die Aktivität von allen Genen des Erbguts gleichzeitig.
Ein Transkriptionsfaktor steuert die Genaktivität in jungen Fruchtkörpern

Die Bochumer Forscher verglichen den Wildtyp-Pilz mit einer Mutante, die keine reifen Fruchtkörper bilden, sich also nicht sexuell vermehren kann. Dazu untersuchten sie die Genexpression in jungen, unreifen Fruchtkörpern. Sie zeigten, dass Fruchtkörper-spezifische Gene in der Mutante teilweise nicht funktionierten. Das defekte Gen enthielt die Bauanleitung für einen sogenannten Transkriptionsfaktor – ein Protein, das andere Gene an- oder abschaltet. Außerdem fand das RUB-Team heraus, dass der Fruchtkörper ein vollständig anderes Genaktivitätsmuster aufweist als nicht-reproduktive Gewebe. „Mit der neuen Methodenkombination wollen wir nun die Genaktivität in weiteren Mutanten und Entwicklungsstadien untersuchen, um die molekularen Mechanismen der Entwicklung vielzelliger Pilze besser zu verstehen“, so Prof. Kück.

Pilze: ökologische und wirtschaftliche Bedeutung

Pilze haben einen großen Einfluss auf nahezu alle Ökosysteme. Sie leisten einen wesentlichen Beitrag zum Abbau tierischer und pflanzlicher Abfallprodukte und somit zum globalen Kohlenstoffkreislauf. Manche Arten leben mit Pflanzen oder Tieren in Symbiose, andere Arten sind Krankheitserreger. In der chemischen und pharmazeutischen Industrie werden Pilze für die Produktion von Antibiotika und Enzymen genutzt. Die Ausbildung von krankheitserregenden oder symbiotischen Interaktionen sowie die Produktion von medizinisch oder biotechnologisch relevanten Stoffen ist oft an bestimmte Entwicklungsstadien im Lebenszyklus eines Pilzes gebunden. Die Analyse der Entwicklung ist daher nicht nur für die Grundlagenforschung sondern auch für die industrielle Anwendung entscheidend.

Titelaufnahme

I. Teichert, G. Wolff, U. Kück, M. Nowrousian (2012): Combining laser microdissection and RNA-seq to chart the transcriptional landscape of fungal development, BMC Genomics, doi: 10.1186/1471-2164-13-511

Weitere Informationen

PD Dr. Minou Nowrousian, Lehrstuhl Allgemeine und Molekulare Botanik, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-24588
Minou.Nowrousian@rub.de

Redaktion: Dr. Julia Weiler

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de

Weitere Berichte zu: Biologe Ruhr-Universität Transkriptionsfaktor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Licht zur Herstellung energiereicher Chemikalien nutzen
21.05.2018 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Junger Embryo verspeist gefährliche Zelle
18.05.2018 | Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg

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: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

Tagung »Anlagenbau und -betrieb der Zukunft«

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Wie Immunzellen Bakterien mit Säure töten

18.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics