Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pilze aus dem Meer enthalten vielversprechende Wirkstoffe gegen Krebs

29.10.2015

Kieler Forschungsteam identifiziert Pilz-Gene, die krebshemmende Wirkstoffe ausbilden können

Der Ozean ist bis heute einer der am wenigsten erforschten Lebensräume unseres Planeten. Forschende vermuten ein riesiges Erkenntnispotenzial in den Meeren und suchen dort deshalb auch nach neuartigen Wirkstoffen zur Krankheitsbekämpfung.


Kolonien des Pilzes Scopulariopsis brevicaulis nach etwa sieben Tagen in Kultur.

Foto: Linda Paun

Im EU-Projekt „Marine Fungi“ haben internationale Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter Beteiligung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel nun systematisch nach solchen Stoffen speziell in Pilzen aus dem Meer gesucht.

Ein besonders vielversprechendes Ergebnis ist die Identifizierung der Gene eines solchen Pilzes, die für die Bildung von zwei krebshemmenden Stoffen, sogenannten zyklischen Peptiden, verantwortlich sind. Ein Forschungsteam um Professor Frank Kempken, Leiter der Abteilung für Botanische Genetik und Molekularbiologie an der CAU, veröffentlichte die neuartigen Erkenntnisse nun in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins PLOS One.

Bei dem untersuchten Pilz handelt es sich um einen Stamm von Scopulariopsis brevicaulis, der aus einem im Mittelmeer vorkommenden Schwamm isoliert wurde. Frühere Forschungsarbeiten zeigten, dass der Pilz die zyklischen Peptide Scopularides A und B bilden kann, die das Wachstum von Bauchspeicheldrüsen- und Darmkrebszellen hemmen können.

Zyklische Peptide stehen schon seit Langem im Mittelpunkt der Suche nach medizinischen Wirkstoffen. Eine ganze Reihe dieser unter anderem von Bakterien und Pilzen gebildeten Proteine haben sich bereits in verschiedenen Rollen in der Humantherapie bewährt. So gehören auch bestimmte Antibiotika wie zum Beispiel Penicilline zu dieser Gruppe.

Unbekannt war bislang, welche Gene des Pilzes für die Bildung der krebshemmenden Wirkstoffe verantwortlich sind. Den Kieler Forschenden gelang es nun mittels Genomanalysen unter den rund 16.000 infrage kommenden Genen des Pilzes NRPS 1 und PKS 2 zu identifizieren: Dieses Gen-Paar bildet Scopularides A und B aus. Damit wird es nun möglich, die Peptide synthetisch herzustellen und im Hinblick auf eine optimale Wirksamkeit zu verändern.

„Pilze sind je nach äußeren Bedingungen in der Lage eine große Bandbreite verschiedener Stoffe zu produzieren. Die Herausforderung für uns besteht darin, die passenden Umstände zur Bildung eines möglichen Wirkstoffes und die daran beteiligten Gene zu erkennen. Mit der Identifizierung des genetischen Ursprungs der potenziell gegen Krebs wirksamen Peptide ist uns das in diesem Fall gelungen“, beurteilt Kempken den Stellenwert der nun vorliegenden Forschungsergebnisse.

Die untersuchten Pilzkulturen erhielten die Forscherinnen und Forscher aus dem Bestand des ehemaligen Kieler Wirkstoff-Zentrums am GEOMAR (KiWiZ, jetzt GEOMAR-Biotech), das sich ebenfalls mit der Suche nach marinen Wirkstoffen befasst. Professor Johannes F. Imhoff stieß dort bei einer Mikrobiomanalyse des Schwammes Tethya aurantium auf den Pilz. Der Schwamm scheint dabei in seinem Innern eine Umgebung bereit zu stellen, die dem Pilz das Überleben im marinen Milieu ermöglicht.

Das Forschungsteam um Kempken sequenzierte daraufhin das Genom von Scopulariopsis brevicaulis mit Hilfe von drei verschiedenen Methoden.

„Bei der Identifizierung der Gene kam uns zur Hilfe, dass Pilze sogenannte Gen-Cluster bilden. Gene, die eine gemeinsame Funktion haben, liegen bei diesen Organismen auch räumlich nebeneinander“ sagt Dr. Abhishek Kumar, ehemaliger Postdoktorand in der Abteilung für Botanische Genetik und Molekularbiologie der CAU und aktuell Wissenschaftler am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg.

Die aus dem marinen Pilz gewonnenen Wirkstoffe konnten in einer Zellkultur das Wachstum bestimmter Bauchspeicheldrüsen- und Darmkrebszellen hemmen. Weitere intensive Forschungsarbeiten sind jedoch noch notwendig, um herauszufinden, ob sich die Substanzen für die Humantherapie eignen.

Originalarbeit:
Abhishek Kumar, Bernard Henrissat, Mikko Arvas, Muhammad Fahad Syed, Nils Thieme, J. Philipp Benz, Jens Laurids Sørensen, Eric Record, Stefanie Pöggeler, Frank Kempken (2015): De Novo Assembly and Genome Analyses of the Marine-Derived Scopulariopsis brevicaulis Strain LF580 Unravels Life-Style Traits and Anticancerous Scopularide Biosynthetic Gene Cluster, PLOS One.
Link: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0140398

Kontakt:
Prof. Frank Kempken
Abteilung Genetische Botanik und Molekularbiologie
Botanisches Institut und Botanischer Garten, CAU Kiel
Tel.: 0431-880-4274
E-Mail: fkempken@bot.uni-kiel.de

Weitere Informationen:
Abteilung Genetische Botanik und Molekularbiologie
Botanisches Institut und Botanischer Garten, CAU Kiel
http://www.uni-kiel.de/Botanik/Kempken/fbkem.shtml

Forschungsschwerpunkt „Kiel Life Science“, CAU Kiel
http://www.kls.uni-kiel.de

EU-Kooperationsprojekt „Marine Fungi“:
https://www.marinefungi.eu/de

Dr. Boris Pawlowski | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Spot auf die Maschinerie des Lebens
23.08.2017 | Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen

nachricht Immunsystem kann durch gezielte Manipulation des Zellstoffwechsels reguliert werden
23.08.2017 | Medical University of Vienna

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: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Spot auf die Maschinerie des Lebens

23.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Sonne: Motor des Erdklimas

23.08.2017 | Physik Astronomie

Entfesselte Magnetkraft

23.08.2017 | Physik Astronomie