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 Salmonellen als Medikament gegen Tumore
23.10.2017 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Add-ons: Was Computerprogramme und Proteine gemeinsam haben
23.10.2017 | Universität Regensburg

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: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie