Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Protein macht Yersinien harmlos

30.03.2015

Crp reguliert Anpassung von Yersinien an den Wirt

Bakterien der Gattung Yersinia lösen jedes Jahr mehrere Tausend Fälle von Durchfallerkrankungen mit teilweise schweren Folgeerscheinungen aus. Um im Wirt zu überleben und sich dort zu vermehren, müssen sich die Erreger zunächst anpassen.


Yersinien (in rot) dringen in die Zellen ein und verursachen schwerwiegende Infektionen

©HZI/Rohde

Wissenschaftler am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig haben ein Protein identifiziert, das die notwendigen Anpassungsmechanismen koordiniert. Die im Journal „PLOS Genetics“ veröffentlichten Ergebnisse liefern damit einen wichtigen Angriffspunkt, um Infektionen mit Yersinien und potenziell anderen verwandten Krankheitserregern zu bekämpfen.

Bakterielle Infektionen des Magen-Darm-Traktes, hervorgerufen durch Yersinien, Escherichia coli oder Salmonellen, zählen weltweit zu den häufigsten Infektionserkrankungen. Wie viele andere Keime wandern Yersinien zwischen ihrer normalen Umgebung und dem Wirt, den sie infizieren. Oft herrschen zwischen den beiden Lebensräumen große Unterschiede.

Die Bakterien müssen sich an eine höhere Temperatur, weniger Sauerstoff und neue Konkurrenz durch andere im Darm lebende Mikroorganismen anpassen und gleichzeitig die Angriffe des Immunsystems überstehen.

„Damit das gelingt, haben pathogene Bakterien eine ganze Reihe von Regulationsmechanismen entwickelt“, sagt Prof. Petra Dersch, Leiterin der Abteilung „Molekulare Infektionsbiologie“ am HZI. Von Salmonellen und anderen bakteriellen Erregern ist bekannt, dass verschiedene regulatorische und sensorische Ribonukleinsäuren (RNAs) für die Koordination dieser Mechanismen verantwortlich sind. Wie diese Ribonukleinsäuren jedoch kontrolliert werden, war bisher unbekannt.

Dersch und ihren Kollegen ist es nun erstmals gelungen, dass die in Yersinien aktiven regulatorischen RNAs, zusammen mit Genen, die für den Stoffwechsel und die Energieproduktion verantwortlich sind, in Abhängigkeit von der Temperatur als Anpassung an den Wirt umprogrammiert werden. Die Umprogrammierung ist abhängig von der Temperatur und dient der Anpassung an den Wirt.

„Darüber hinaus haben wir die Forscher einen Acetat-Schalter entdeckt, der durch die Temperatur reguliert wird. „Dieser ermöglicht es denSo können sich die Bakterien, sich von Acetat, dem Stoffwechselendprodukt unserer Darmflora, zu ernähren und erleichtert ihnen somit die Anpassung an den Nahrungsmangel im Wirt wird ihnen erleichtert. Er Der Acetat-Schalter ist also dafür verantwortlich, dass die Bakterien im Wirt trotz der starke Konkurrenz durch die Microbiota des Darms wachsen können“, sagt Dr. Aaron Nuss, wissenschaftlicher Mitarbeiter in Derschs Abteilung und Erstautor der Studie.

Außerdem entdeckten die Wissenschaftler, welches das Protein für die Koordinierung und Kontrolle der Anpassungsmechanismen verantwortlich ist: das sogenannte Catabolite Repressor Protein (Crp). Wenn bei einer Yersinien-Infektion kein Crp vorhanden ist, verlieren die Bakterien ihr krankheitsauslösendes Potenzial und sind völlig harmlos“, sagt Dersch. Die Kontrolle von genetischer Information durch regulatorische oder sensorische RNAs funktioniert dann nicht mehr und die Anpassung des Erregers an den Wirt schlägt fehl.

„Crp ist also ein globaler Regulator, der auf alle Anpassungsprozesse direkten Einfluss nimmt. Die Feinabstimmung machen dann die regulatorischen RNAs“, sagt Nuss. Bisher war Crp vor allem für seine Rolle bei der Kontrolle des Stoffwechsels in Bakterien bekannt, aber es wird immer deutlicher, dass dieses Protein eine große Bedeutung bei der Steuerung von bakteriellen Infektionen hat. „Die neuen Erkenntnisse machen es nun zu einem interessanten Angriffspunkt für die Bekämpfung von Infektionen mit bakteriellen Krankheitserregern“, sagt Dersch.


Originalpublikation:

Transcriptomic Profiling of Yersinia pseudotuberculosis Reveals Reprogramming of the Crp Regulon by Temperature and Uncovers Crp as a Master Regulator of Small RNAs
Aaron M. Nuss, Ann Kathrin Heroven, Barbara Waldmann, Jan Reinkensmeier, Michael Jarek, Michael Beckstette, Petra Dersch
PLOS Genetics, 2015, DOI: 10.1371/journal.pgen.1005087

Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung:

Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern. Am seinem Standort in Braunschweig-Stöckheim blickt das Zentrum auf eine jahrzehntelange Historie zurück. Bereits 1965 begannen hier die ersten Arbeiten; 2015 feiert das HZI 50-jähriges Jubiläum.
http://www.helmholtz-hzi.de/

Gastrointestinale Infektionen lösen ein weites Spektrum an Darmerkrankungen aus. Auslöser sind unter anderem Yersinien. Die Abteilung „Molekulare Infektionsbiologie“ erforscht, wie sich diese Bakterienan die Darmzellen anheften und wie sie sich im Körper verbreiten.

Weitere Informationen:

http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1005087#se... - Link zur Originalpublikation
http://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/ansicht/article/complete/protein_m... - Diese Pressemitteilung auf der Webseite des HZI

Rebecca Winkels | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise