Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mitochondrien-Reste leisten Aufbauarbeit für Basisprozesse

04.01.2017

Der Parasit Mikrosporidium ist so sehr aufs Wesentliche reduziert, dass er sogar den Atem anhält – aber er schafft es noch, Werkteile zusammenzuschmieden, die er unbedingt für die Basisprozesse des Lebens braucht. So lässt sich umschreiben, was Zellforscherinnen und Zellforscher um Professor Dr. Roland Lill von der Philipps-Universität Marburg herausgefunden haben, als sie Zellbestandteile der Parasiten untersuchten, die ihre Funktion größtenteils verloren haben. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Marburg, Mülheim und Großbritannien berichten über ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Communications“.

Mikrosporidien sind einzellige Pilze, die als Parasiten in anderen Zellen leben. Sie befallen zum Beispiel Katzen, aber auch immungeschwächte Patienten mit AIDS. Die Einzeller sind in ihrer funktionellen Ausstattung stark reduziert, weil sie viele wichtige Moleküle, die sie zum Leben brauchen, von der Wirtszelle beziehen.


Die Immunofuoreszenzmikroskop-Aufnahme zeigt Mikrosporidien der Art Trachipleistophora hominis in kultivierten Nierenzellen (vollst. BU: www.uni-marburg.de/aktuelles/news/2017a/0104a)

(Foto: Alina V. Goldberg. Die Abbildung darf nur im Zusammenhang mit der Berichterstattung über die zugehörige wissenschaftliche Publikation verwendet werden)

Unter anderem besitzen Mikrosporidien keine richtigen Mitochondrien, das sind Zellbestandteile, die normalerweise für die Zellatmung und die Herstellung des molekularen Energieträgers ATP zuständig sind. Die Mitochondrien-Überbleibsel der Parasiten, die Mitosomen, erfüllen diese Funktion nicht mehr, da sie ATP vom Wirt aufnehmen. Wozu braucht der Einzeller sie dann?

„Wir haben in unserer Arbeit direkt nachgewiesen, dass der Zusammenbau von Eisen-Schwefel-Verbindungen als der wesentliche Zweck von Mitosomen zu betrachten ist“, sagt Seniorautor Roland Lill. Er und sein Team fanden in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Professor Dr. Martin Embley aus Newcastle in den Mitosomen eine Reihe von Proteinen, die auch bei den klassischen Mitochondrien dem Zusammenbau von Eisen-Schwefel-Verbindungen dienen.

Diese Moleküle finden sich in vielen Enzymen, die an lebenswichtigen Vorgängen beteiligt sind, wie zum Beispiel an der Replikation und der Reparatur des Erbmoleküls DNA. Bisher war indes nicht nachgewiesen worden, ob die Mikrosporidien-Proteine dieselbe Funktion wie ihre Mitochondrien-Pendants erfüllen.

Um das herauszufinden, gewannen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Proteine in Reinform, mischten sie im Reagenzglas zusammen und fügten elementares Eisen, eine Schwefelquelle sowie einen Energiespender hinzu. Mit Erfolg: „Wir beobachteten eine schnelle und effiziente Bildung von Eisen-Schwefel-Clustern“, berichtet Mitverfasser Sven-Andreas Freibert, der in der Arbeitsgruppe von Roland Lill seine Doktorarbeit anfertigte.

„Unseren Befunden zufolge hat das Mitosom die Funktion, die Reifung essentieller Eisen-Schwefel-Proteine im Zellkern und im Cytosol zu unterstützen“, fasst Lill zusammen. Mitosomen enthalten den vollständigen Satz von Enzymen, der für die Biosynthese von Eisen-Schwefel-Clustern benötigt wird – er entspricht der Enzym-Ausstattung echter Hefe-Mitochondrien. „Offenbar besteht ein starker Selektionsdruck gegen die Veränderung oder gar den Verlust dieses Stoffwechselweges“, folgern die Autorinnen und Autoren.

Professor Dr. Roland Lill lehrt Zellbiologie am Fachbereich Medizin der Philipps-Universität Marburg. Er ist Träger des Leibnizpreises und erhielt Anfang 2016 eine Förderung durch das Reinhart-Koselleck-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Neben der DFG förderten unter anderem das „LOEWE“-Programm des Landes Hessen, die Max-Planck-Gesellschaft sowie die „Von Behring-Röntgen-Stiftung“ die vorliegende Arbeit finanziell.

Originalpublikationen: Sven-A. Freibert, Alina V. Goldberg & al.: Evolutionary conservation and in vitro reconstitution of microsporidian iron-sulfur cluster biosynthesis, Nature Communications 2017

Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Professor Dr. Roland Lill,
Institut für Klinische Zytobiologie und Zytopathologie
Tel.: 06421 28-66449
E-Mail: lill@staff.uni-marburg.de

• Pressemitteilung zur Reinhart-Koselleck-Förderung für Roland Lill: http://www.uni-marburg.de/aktuelles/news/2016a/koselleckprojektlill
• Hintergrundbericht zur Marburger Zellforschung im Marburger Unijournal: http://www.uni-marburg.de/aktuelles/unijournal/uj46/muj46fj2015.pdf

Johannes Scholten | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Treibjagd in der Petrischale
24.11.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Dinner in the Dark – ein delikates Wechselspiel der Mikroorganismen
24.11.2017 | Universität Wien

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: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Metamaterial mit Dreheffekt

24.11.2017 | Materialwissenschaften

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten