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 Kieselalge in der Antarktis liest je nach Umweltbedingungen verschiedene Varianten seiner Gene ab
17.01.2017 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

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: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau