Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Es werde Licht: Die ersten Minuten einer Symbiose aufgedeckt

26.08.2013
Studien mit einem kleinen Tintenfisch, der im Dunkeln leuchtet, haben komplexe Zusammenhänge über die Symbiose mit Bakterien aufgedeckt.

In Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe von Margaret McFall-Ngai in den USA konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein, Campus Kiel (UKSH), jetzt die Mechanismen aufdecken, die sich abspielen, wenn neugeborene Tintenfische zum Schutz vor Räubern in den Dialog mit leuchtenden, symbiontischen Bakterien treten. Die Ergebnisse dieser Studie wurden in der aktuellen Printausgabe von Cell Host & Microbe veröffentlicht.


Kieler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler waren an der Studie beteiligt, die zeigt, wie die ersten Minuten der Symbiose von Wirt und Mikroben ablaufen. Foto: Chris Frazee, Copyright: University of Wisconsin School of Medicine and Public Health

Eine Symbiose ist das Zusammenleben von artverschiedenen Organismen, die davon einen gegenseitigen Nutzen haben. Der vor Hawaii lebende Zwergtintenfisch Euprymna scolopes vergräbt sich tagsüber zur Tarnung unter dem Meeresgrund. Doch nachts bei der Futtersuche würde er sich als Schatten gegen die helle Meeresoberfläche abheben. Zum Schutz vor Feinden geht er deshalb mit dem marinen Bakterien Vibrio fischeri eine Symbiose ein. Er tarnt sich mit einem Lichtorgan, in dem diese Bakterien siedeln und leuchten.

Die Tintenfische werden steril geboren, kommen aber im Wasser bereits innerhalb der ersten Stunden mit Tausenden Arten von Bakterien in Kontakt. Daraus muss die eine Bakterienart angelockt werden, die den Tieren nutzt. Es ist bereits bekannt, dass weniger als fünf „richtige“ Bakterien ausreichen, um das entscheidende Signal für die Symbiose zu geben. „Ähnlich verhält es sich auch beim Menschen direkt nach der Geburt. Wir treffen auf zahlreiche verschiedene Arten von Bakterien. Daraus sucht unser Immunsystem aktiv Arten heraus, mit denen wir eine stabile und zum Teil lebenslange Gemeinschaft eingehen“, beschreibt Professor Philip Rosenstiel vom Institut für Klinische Molekularbiologie der CAU das zugrunde liegende Prinzip. Wie genau die Kommunikation von Wirt und Mikrobe abläuft, war bisher noch nicht bekannt.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die an der Studie beteiligt waren, konnten nun die genauen molekularen Mechanismen aufklären, die zu einer erfolgreichen Symbiose führen. Natacha Kremer von der Universität Lyon, Frankreich, und Erstautorin der Studie, berichtet, dass die ersten wenigen Bakterien, die sich an dem Tintenfisch festsetzen, umfassende Änderungen in der zellulären Programmierung des Tieres bewirken. Es werden ganz bestimmte Gene aktiviert und so ein Enzym produziert, das Chitin, einen Bestandteil seiner Oberfläche, in einen Zucker umwandelt. Die Bakterien der Spezies Vibrio fischeri werden davon angelockt und wandern entlang eines Gradienten auf der Oberfläche des Tintenfisches in sein Inneres. „Das Besondere an dieser Studie ist, dass wir es geschafft haben, das spezifische Signal des ersten Kontakts an wenigen Zellen aufzuklären“, sagt Rosenstiel.

Die genetischen Analysen für diese Studie hat Kremer im Labor von Rosenstiel an der CAU in Zusammenarbeit mit der interdisziplinären meereswissenschaftlichen Forschung im Kieler Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft“ vollzogen. „Die Ergebnisse dieser Studie helfen uns, auch die Symbiose mit Bakterien beim Menschen besser zu verstehen. Im menschlichen Darm siedeln tausende Arten von Bakterien. Sie reagieren auf die Umgebung und verändern das Programm des Wirtes“, sagt Rosenstiel. „Dieser Dialog wird aus vielen Einzelsignalen von unterschiedlichen Zellen zusammengesetzt, aber wir wissen jetzt, wie der erste Kontakt mit einem nützlichen Bakterium aussehen kann.“ Diese Ergebnisse seien auch wichtig für das Verständnis von Immunreaktionen, die Gegenstand der Forschung im Exzellenzcluster Entzündungsforschung sind und zeigten die interdisziplinäre Zusammenarbeit beider Exzellenzcluster.

Weitere Informationen:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1931312813002540 Originalpublikation

http://www.news.wisc.edu/22026
Pressemitteilung der Universität Wisconsin-Madison

Dr. Boris Pawlowski | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kiel.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Stachellose Bienen lassen Nester von Soldatinnen verteidigen
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Neuer Mechanismus der Gen-Inaktivierung könnte vor Altern und Krebs schützen
23.02.2017 | Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI)

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Sechs Bundesländer erproben Online-Schultests der Uni Jena

24.02.2017 | Bildung Wissenschaft

Stachellose Bienen lassen Nester von Soldatinnen verteidigen

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie