Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Organismen ohne Zellkern sind komplexer als bislang angenommen

02.02.2010
Wissenschaftler weisen räumliche Trennung von Informationsverarbeitung und Energiestoffwechsel in einem Prokaryoten nach

Höhere Zellen zeichnen sich durch eine räumliche Trennung wichtiger zellulärer Funktionen aus. Sie haben einen Zellkern, der das Erbgut enthält, ein Cytoplasma, in dem die Informationsverarbeitung sowie die Proteinsynthese abläuft und Organellen wie Mitochondrien, in denen die Energieproduktion der Zellen stattfindet.

Demgegenüber sind Prokrayoten (zumeist einzellige Organismen ohne Zellkern) einfacher aufgebaut: ein Cytoplasma, in dem all diese Funktionen vereinigt sind, ist von der schützenden cytoplasmatischen Membran umschlossen. Einige Bakterien haben darüber hinaus eine zweite äußere Membran, die die Zellen vor Umwelteinflüssen schützt. Der sich daraus ergebende Zwischenraum (Periplasma) gilt aber in der Regel als reaktionsarmer Bereich und entspricht eher dem Milieu des umgebenden Lebensraums als dem des Zellinneren.

Vor einigen Jahren wurde am Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie der Universität Regensburg das Archaeon (Urbakterium) Ignicoccus hospitalis ("gastliche Feuerkugel") aus einem untermeerischen Vulkangebiet um Island isoliert. Durch eine optimale Wachstumstemperatur von 90°C und der Verwertung von Schwefel, Wasserstoff und Kohlendioxid ist es bestens an solche urtümlichen Biotope angepasst. Als Besonderheit verfügt Ignicoccus hospitalis als einziges Archaeon über zwei Membranen und über einen ungewöhnlich großen Intermembranraum, über dessen Funktion bislang nur spekuliert wurde.

Jetzt hat eine Gruppe von Wissenschaftlern der Universität Regensburg um PD Dr. Reinhard Rachel, Dr. Harald Huber, Ulf Küper und Carolin Meyer in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Volker Müller von der Goethe Universität Frankfurt am Main die Entdeckung gemacht, dass bei diesem Mikroorganismus die äußerste Membran der Ort der Energieproduktion ist. Im Rahmen ihrer Untersuchungen konnten die Forscher nachweisen, dass sich bei Ignicoccus die für die Energiegewinnung maßgeblichen Enzyme und Enzymkomplexe in dieser Membran und nicht etwa in der inneren Cytoplasmamembran befinden. Zudem zeigten die Experimente eindeutig, dass die innere Membran die DNA umschließt.

Zum ersten Mal konnte damit für einen Prokaryoten eine räumliche Trennung von Energiegewinnung und anderen zellulären Prozessen - wie zum Beispiel der Biosynthese von Proteinen und Nukleinsäuren - nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse werfen zahlreiche weiterführende Fragen auf. So dürfte die Form der Kommunikation zwischen den beiden Zellbestandteilen sowie Überlegungen zur allgemeinen Definition einer cytoplasmatischen Membran im Zentrum künftiger Arbeiten stehen. Möglicherweise, so die Forscher, stellt Ignicoccus sogar einen Vorläufer auf dem Weg zu den höheren Organismen (Eukaryonten) dar, bei denen zahlreiche membranumhüllte Organellen die unterschiedlichen Aufgaben (Energiegewinnung, Informationsweitergabe) in den Zellen übernommen haben.

Publikation:
Ulf Küper, Carolin Meyer, Volker Müller, Reinhard Rachel, Harald Huber,
"Energized outer membrane and spatial separation of metabolic processes in the hyperthermophilic Archaeon Ignicoccus hospitalis" (PNAS, electronic edition, Feb. 2010)
Ansprechpartner für Medienvertreter:
Dr. Harald Huber
Universität Regensburg
Lehrstuhl für Mikrobiologie & Archaeenzentrum
Tel.: 0941 943-3185
Harald.Huber@biologie.uni-regensburg.de

Alexander Schlaak | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-regensburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften