Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Methode zur Visualisierung bakterieller Kommunikation

18.07.2013
Forschende der Universität Basel haben eine Fluoreszenzmarkierung entwickelt, mit der sich bakterielle Kommunikationswege in lebenden Zellen darstellen lassen.

Die Kommunikation zwischen Bakterienzellen ist wesentlich für die Steuerung von Prozessen innerhalb von Bakterienpopulationen, wie zum Beispiel der Bildung von Biofilmen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift «Chemistry – A European Journal» veröffentlicht.

Die meisten Bakterien können miteinander kommunizieren, indem sie Signalmoleküle absondern. Übersteigt die Konzentration der Signale eine bestimmte Schwelle («ein Quorum»), erkennen die Bakterien, dass sich in der Nähe genügend Artgenossen befinden, um eine koordinierte Aktion auszulösen. Erst dann werden die Gene aktiviert, welche etwa zur Bildung von Biofilmen führen oder krank machende Virulenzfaktoren freisetzen. Über dieses sogenannte «Quorum Sensing» (QS) stimmen Bakterien ihr Verhalten ab und steuern Prozesse, von denen die gesamte Population profitiert.

Bei vielen Bakterienarten erfolgt die Verständigung über kleine Signalmoleküle, meist N-Acyl-L-homoserinlactone (AHL), welche die Bakterienzellen in die Umgebung abgeben. Dort können sie von anderen Zellen leicht aufgenommen werden und bei einer gewissen Konzentration innerhalb der Zelle an spezifische QS-Rezeptoren binden.

Nachweis des Rezeptors durch Fluoreszenzmarkierung des Signalstoffs
Den Forschungsgruppen um Prof. Karl Gademann (Universität Basel) und Prof. Leo Eberl (Universität Zürich) ist es nun gelungen, die Zell-Zell-Kommunikation an lebenden Zellen sichtbar zu machen. Dazu hängten die Forscher an den natürlichen AHL-Signalstoff einen fluoreszierenden Baustein an. In Tests an Bakterienkulturen konnten sie zeigen, dass das modifizierte Signalmolekül spezifisch an einen QS-Rezeptor aus dem Bakterium Burkholderia cenocepacia bindet.

Dieses Bakterium ist Teil einer Bakteriengruppe, die Biofilme innerhalb der Lunge bildet und so vor allem bei immungeschwächten oder an zystischer Fibrose erkrankten Patienten schwere Komplikationen wie zum Beispiel eine Lungenentzündung hervorrufen kann.

Die Forscher konnten den Rezeptor auch in einer natürlichen Population von B. cenocepacia nachweisen. Hier konkurriert der natürliche AHL-Botenstoff mit dem künstlichen Gegenstück um die Bindung am Rezeptor. Die Fluoreszenzmarkierung war gleichmässig über die ganze lebende Zelle verteilt, wodurch der Rezeptor erstmals im Cytoplasma lokalisiert werden konnte.

Breite Anwendungsmöglichkeiten
Mithilfe des fluoreszenzmarkierten AHL-Analogons ist ein einfacher Nachweis der QS-Rezeptoren in lebenden Zellen möglich. Insofern ist für diese neue Methode eine breite Anwendung denkbar, etwa als schneller Test, mit dem sich Quorum Sensing in verschiedenen Milieus oder in klinischen Proben nachweisen lässt. Zudem eröffnen sich neue Wege für ein tieferes Verständnis der Kommunikation innerhalb einer Bakterienpopulation oder zwischen einem Bakterium und seinem Wirt.
Originalbeitrag
José Gomes, Natalie Huber, Alexander Grunau, Leo Eberl, Karl Gademann
Fluorescent Labeling Agents for Quorum-Sensing Receptors (FLAQS) in Live Cells
Chem. Eur. J. 2013, 19, published online 13 Jun 2013 | doi: 10.1002/chem.201301387
Weitere Auskünfte
Prof. Karl Gademann, Universität Basel, Departement Chemie, Tel. +41 61 267 11 44, E-Mail: Karl.Gademann@unibas.ch
Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1002/chem.201301387 - Abstract

Reto Caluori | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebsdiagnostik: Pinkeln statt Piksen?
25.05.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie
25.05.2018 | Technische Universität Dresden

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: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

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

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

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