Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kryo-Elektronen-Tomographie - Winzige Details in drei Dimensionen

12.02.2009
Erste Aufnahme mit Kryo-Elektronen-Tomographie vom Erreger der Borreliose / Neue Merkmale verschiedener Erregertypen identifiziert

Sie werden durch Zecken übertragen und können akute und chronische Beschwerden in Gelenken, Muskeln und im Nervensystem verursachen: die Erreger der Lyme-Borreliose, an der in Deutschland rund 80.000 Menschen pro Jahr erkranken.

Heidelberger Wissenschaftlern ist es nun gelungen, ihre Struktur genauer zu entschlüsseln. Mit dem Kryotomographie-Mikroskop können bislang unbekannte Strukturen des schraubenförmigen Bakteriums detailliert und dreidimensional dargestellt werden. Ein Befund: Dass Borrelien-Typen in Nordamerika eher die Gelenke und in Europa auch Haut und Nervensystem befallen, scheint unter anderem an der Ausprägung ihres Fortbewegungsapparats zu liegen.

Die Arbeitsgruppe um Professor Reinhard Wallich, Institut für Immunologie, und Dr. Friedrich Frischknecht, Abteilung Parasitologie des Hygiene-Institutes am Universitätsklinikum Heidelberg, hat in Kooperation mit Kollegen aus München und Freiburg ihre Ergebnisse in "Molecular Microbiology" publiziert. Die Forscher erhoffen u.a. neue Erkenntnisse über die vielfältigen klinischen Erscheinungsbilder der Erkrankung zu erlangen.

Schockfrostung erhält den ursprünglichen Zustand / Auflösung bis zu 5 Nanometer

Bei der Kryo-Elektronen-Tomographie wird der Organismus schockgefrostet, sein ursprünglicher Zustand bleibt erhalten. Eine chemische Vorbehandlung, die oft mit einer Veränderung von Strukturen und Eigenschaften einhergeht, ist nicht mehr notwendig. Die Auflösung von fünf bis sieben nm erlaubt die Darstellung winzigster Strukturen. "Die neue Technik bedeutet einen Quantensprung für die Forschung, vergleichbar dem Schritt vom einfachen Röntgenbild zur dreidimensionalen Computertomographie in der Klinik", erklärt Dr. Frischknecht.

Die Erreger haben vielfältige Strategien entwickelt, sich der Immunantwort des Menschen zu entziehen. Borrelien gehören, wie die Erreger der Syphilis, zur Bakterienart Spirochäten. Die schraubenförmigen, sich aktiv bewegenden Bakterien zeichnen sich durch einen flexiblen, biegsamen Körper aus, den sie mit Hilfe komplexer Bewegungsorgane, der Flagellenfäden fortbewegen. Ein Zusammenhang zwischen der Beweglichkeit und der Infektiosität des Erregers wird schon länger vermutet.

Die Heidelberger Wissenschaftler haben nun erstmals die Besonderheiten der drei human-pathogenen Erregerspezies der Lyme Borreliose verglichen, die in Europa vorkommen und unterschiedliche Krankheitssymptome hervorrufen. Während in Nordamerika die Gelenkentzündung überwiegt, sind in Europa auch Haut oder Nervensystem betroffen. Mit Hilfe der Kryotomographie-Mikroskopie ist es nun gelungen nachzuweisen, dass die drei Erregertypen über eine unterschiedliche Anzahl von Flagellen verfügen. Außerdem konnten erstmals Strukturen nachgewiesen werden, die eine wichtige Rolle bei der Vermehrung des Bakteriums spielen könnten.

Literatur:
Comparative cryo-electron tomography of pathogenic Lyme disease spirochetes
Mikhail Kudryashev, Marek Cyrklaff, Wolfgang Baumeister, Markus M. Simon, Reinhard Wallich, Friedrich Frischknecht
Published Online: Feb 4 2009 7:27AM
DOI: 10.1111/j.1365-2958.2009.06613.x
Ansprechpartner:
Dr. Friedrich Frischknecht
Universitätsklinikum Heidelberg
Hygiene Institut
Abteilung Parasitologie
Im Neuenheimer Feld 324
69120 Heidelberg
Tel.: 06221 / 566537
E-Mail: freddy.frischknecht(at)med.uni-heidelberg.de
Prof. Dr. Reinhard Wallich
Universitätsklinikum Heidelberg
Institut für Infektionsimmunulogie
Im Neuenheimer Feld 305
69120 Heidelberg
Tel.: 06221 / 564090
E-Mail: reinhard.wallich(at)med.uni-heidelberg.de
Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät Heidelberg
Krankenversorgung, Forschung und Lehre von internationalem Rang
Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der größten und renommiertesten medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät der Universität Heidelberg zählt zu den international bedeutsamen biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung neuer Therapien und ihre rasche Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund 7.000 Mitarbeiter und sind aktiv in Ausbildung und Qualifizierung. In mehr als 40 Kliniken und Fachabteilungen mit 1.600 Betten werden jährlich rund 500.000 Patienten ambulant und stationär behandelt. Derzeit studieren ca. 3.100 angehende Ärzte in Heidelberg; das Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland. (Stand 12/2008)
Bei Rückfragen von Journalisten:
Dr. Annette Tuffs
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit des Universitätsklinikums Heidelberg
und der Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 672
69120 Heidelberg
Tel.: 06221 / 56 45 36
Fax: 06221 / 56 45 44
E-Mail: annette.tuffs(at)med.uni-heidelberg.de

Dr. Annette Tuffs | idw
Weitere Informationen:
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/presse
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/Immunologie.106593.0.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf dem Weg zur Schnupfimpfung
22.08.2017 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Gehirnregion vermittelt Genuss am Essen
22.08.2017 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

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: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik