Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein „heißer“ Pilz liefert DNA-Bausteine für den „Nachbau“ zentraler Strukturen der Zellkernhülle

22.07.2011
Heidelberger Forscher entschlüsseln Genom des hitzeliebenden Eukaryonten Chaetomium thermophilum

Mit Hilfe von DNA-Bausteinen eines hitzeliebenden Pilzes, der zwischen 50 und 60 Grad Celsius optimal wächst, ist es Heidelberger Wissenschaftlern gelungen, zentrale Strukturen in der Hülle von Zellkernen für die Forschung im Reagenzglas nachzubilden.

Dabei handelt es sich um den Kernporenkomplex, der den Stoffaustausch zwischen dem Zellkern und seiner Umgebung durch die Kernhülle hindurch ermöglicht. Die Forscher der Universität Heidelberg und des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie (EMBL) haben dazu das Genom des thermophilen Eukaryonten Chaetomium thermophilum sequenziert und daraus die Proteine isoliert, aus denen ein lange gesuchter Grundpfeiler der Kernpore zusammengebaut werden konnte. Die Forschungsergebnisse von Prof. Dr. Ed Hurt und Dr. Peer Bork wurden heute (22. Juli 2011) in „Cell“ veröffentlicht.

Eine der auffälligsten Entwicklungen in der Evolution der eukaryontischen Zelle war die Ausbildung der Kernhülle, die die Erbinformation des Zellkerns umschließt. Diese Hülle war aber gleichzeitig auch eine Barriere, die erst durchlässig für den Stoffaustausch zwischen dem Zellkern und dem Zytoplasma gemacht werden musste. Diese Aufgabe hat der Kernporenkomplex übernommen, der als Pfropfen in der Kernhülle wie ein Pförtner am Eingangstor einer großen Fabrikanlage den „Güterverkehr“ zwischen den Zellräumen vermittelt. Die Kernpore besteht aus rund 30 verschiedenen Einzelbausteinen, den Nukleoporinen oder Nups. Jedes dieser Nups hat die Fähigkeit, sich zu mehreren Kopien zusammenzulagern, so dass eine komplexe Nano-Maschine aus insgesamt 500 Untereinheiten entsteht.

Bisher war der Aufbau der Kernpore in ihrem inneren Strukturbereich weitgehend unverstanden – vor allem auch deswegen, weil sich der gesamte Komplex nicht außerhalb der Zelle für die Forschung nachbilden ließ. Das lag unter anderem daran, dass sich insbesondere die großen Kernporenbausteine im isolierten Zustand äußerst labil verhielten. Prof. Hurt und sein Team haben daher überlegt, Kernporenbausteine aus thermophilen Eukaryonten für biochemische Rekonstitutionen einzusetzen. Von hitzeliebenden Bakterien, die noch bei einer Temperatur von über 100 Grad Celsius wachsen können, war bekannt, dass ihre Proteine robuste Eigenschaften aufweisen. Auch im Reich der Eukaryonten gibt es solche Exoten. So ist Chaetomium thermophilum in der Lage, bei 50 bis 60 Grad abgestorbenes pflanzliches Material abzubauen; bei diesem Prozess können Spitzentemperaturen von bis zu 70 Grad entstehen.

Am Biochemie-Zentrum der Universität Heidelberg haben Prof. Hurt und sein Team die gesamte DNA-Sequenz des thermophilen Pilzes mit rund 28 Millionen DNA-Basen entschlüsselt. Dr. Bork und seine Arbeitsgruppe am Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie übernahmen die Aufgabe, das sequenzierte Genom zu ordnen und die Gesamtheit aller hitzeliebenden Proteine in diesem Organismus, immerhin mehr als 7.000, zu identifizieren. Darunter waren auch die 30 gesuchten Bausteine für den Kernporenkomplex. Den Wissenschaftlern um Ed Hurt gelang es schließlich, ein zentrales Grundgerüst der Kernpore mit den entsprechenden Nups im Reagenzglas zusammenzubauen. Prof. Hurt und Dr. Bork sind zuversichtlich, dass ihre Forschungsergebnisse wesentlich dazu beitragen, dass Chaetomium thermophilum künftig als Modellorganismus für die Erforschung von komplexen molekularen Maschinen von Eukaryonten genutzt werden kann.

Informationen im Internet können unter
http://www.uni-heidelberg.de/zentral/bzh/hurt
abgerufen werden.
Originalveröffentlichung:
Amlacher, S., Sarges, P., Flemming, D., van Noort, V., Kunze, R., Devos, D.P., Arumugam, M., Bork, P. & Hurt, E.: Insight into Structure and Assembly of the Nuclear Pore Complex by Utilizing the Genome of a Eukaryotic Thermophile, Cell 146, 277-289, July 22, 2011, doi:10.1016/j.cell.2011.06.039
Kontakt:
Prof. Dr. Ed Hurt
Biochemie-Zentrum der Universität Heidelberg
Telefon (06221) 54-4173
ed.hurt@bzh.uni-heidelberg.de
Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Marietta Fuhrmann-Koch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Lebensrettende Mikrobläschen
23.01.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Multifunktionale Plattform für den Transport von Gentherapeutika
23.01.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

Physiker haben eine lichtmikroskopische Technik entwickelt, mit der sich Atome auf der Nanoskala abbilden lassen. Das neue Verfahren ermöglicht insbesondere, Quantenpunkte in einem Halbleiter-Chip bildlich darzustellen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel zusammen mit Kollegen der Universität Bochum in «Nature Photonics».

Mikroskope machen Strukturen sichtbar, die dem menschlichen Auge sonst verborgen blieben. Einzelne Moleküle und Atome, die nur Bruchteile eines Nanometers...

Im Focus: Optical Nanoscope Allows Imaging of Quantum Dots

Physicists have developed a technique based on optical microscopy that can be used to create images of atoms on the nanoscale. In particular, the new method allows the imaging of quantum dots in a semiconductor chip. Together with colleagues from the University of Bochum, scientists from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute reported the findings in the journal Nature Photonics.

Microscopes allow us to see structures that are otherwise invisible to the human eye. However, conventional optical microscopes cannot be used to image...

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

23.01.2018 | Veranstaltungen

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungen

Leichtbau zu Ende gedacht – Herausforderung Recycling

23.01.2018 | Veranstaltungen

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

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

23.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

CES Innovation Award für kombinierte Blick- und Spracheingabe im Auto

23.01.2018 | Förderungen Preise

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