Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rosa: die Trendfarbe für niedersächsische Forscher

06.01.2010
Sonderforschungsbereich "Roseobacter" in Niedersachsen etabliert

Photosynthetisch aktive Bakterien der Roseobacter-Gruppe haben ein gemeinsames Charakteristikum: sie sind rosa-rot gefärbt. Aber nicht nur das: sie bilden eine der wichtigsten Gruppen unter den marinen Bakterien.

Grund genug, sie in einem Sonderforschungsbereich (SFB) genauer unter die Lupe zu nehmen. Der SFB "Roseobacter" startete zu Jahresbeginn. Der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen stehen DFG-Fördermittel in Höhe von 855.000 Euro zur Verfügung.

"Die DSMZ kann hier ihre Stärken hier voll ausspielen", sagt PD Dr. Hans-Peter Klenk, Leiter der Abteilung Mikrobiologie an der DSMZ. Mit gleich zwei Forschungsvorhaben ist die Braunschweiger Sammlung am Langzeitprojekt beteiligt.

Projekt "Plasmide"
Die Projektleiter Dr. Silke Pradella und PD Dr. Jörn Petersen analysieren die Bedeutung und Evolution von sogenannten Plasmiden in der Roseobacter-Gruppe. Plasmide sind genetische Elemente, die zusätzlich zu normalen Bakterien-Chromosomen in der Zelle existieren und während der Zweiteilung an die Tochterzellen weitervererbt werden. Oft sind auf Plasmiden Abbauwege für schwer zugängliche Kohlenstoffquellen, Antibiotika-Resistenzen und andere nützliche Gene hinterlegt. Unter spartanischen Umweltbedingungen bieten diese Plasmide einen erheblichen Vorteil im Kampf ums Überleben. Unter Laborbedingungen werden diese Plasmide aber schnell zum unnötigen Ballast und gehen dann verloren.

An der DSMZ werden die beiden Bakterien Dinoreoseobacter shibae und Marinovum algicola untersucht. Beide Bakterien leben assoziiert mit marinen Algen, für D. shibae ist eine echte Symbiose zu beiderseitigem Nutzen nachgewiesen worden. Das Bakterium produziert Vitamin B12 für die Alge, umgekehrt versorgt die Alge das Bakterium mit Kohlenstoffverbindungen. D. shibae besitzt mindestens fünf Plasmide, M. algicola leistet sich sogar den Luxus, an jede Tochterzelle zwölf Plasmide weiterzuvererben.

Bisher erfolgte die Klassifikation von Plasmiden fast ausschließlich "nach Gefühl" - so wie man Fledermäuse, Schmetterlinge und Vögel aufgrund ihrer Flugfähigkeit in einer gemeinsamen Gruppe unterbringen könnte. "Damit muss die Forschung endlich aufräumen", sagt Jörn Petersen. An der DSMZ soll ein neues System zur Klassifizierung entwickelt werden, das auch Vorhersagen über das Vorkommen verschiedener Plasmide in einem Bakterium erlaubt. Denn nicht jedes neu hinzugewonnene Plasmid kann mit den schon vorhandenen in einer Zelle koexistieren, sie sind häufig "inkompatibel".

Viele Plasmide der Roseobacter-Gruppe sind bereits sequenziert, aber ihre Funktionen liegen noch weitgehend im Dunklen. "Es gibt Gene, die eine gewisse strukturelle Ähnlichkeit zu schon bekannten Genen haben - aber es stecken auch unzählige neue Gene in den Plasmiden.", so Silke Pradella. Die Funktion der plasmidären Gene wollen die Forscher mithilfe von bakteriellen Mutanten klären, denen sie einzelne Plasmide gezielt und dauerhaft entfernen. Dieses "Plasmid-Curing" ist methodisch anspruchsvoll, weil alle übrigen Plasmide auch unter Laborbedingungen im Bakterium erhalten bleiben müssen. Aber die Methode gibt den Forschern wichtigen Aufschluss über die plasmidären Gene: denn alle Eigenschaften, die den Mutanten dann fehlen, müssen im Plasmid gesteckt haben.

Projekt "Phylogenomik"
Die Bioinformatiker PD Dr. Markus Göker und PD Dr. Hans-Peter Klenk haben sich vorgenommen, die Genome der Roseobacter-Gruppe zu analysieren.

Sie erforschen zum einen die Phylogenie die stammesgeschichtliche Entwicklung der Bakteriengenome, und arbeiten zum anderen an der funktionellen Genom-Analyse, die es erlaubt, die Umsetzung und Regulation genetischer Information in der Bakterienzelle zu betrachten.

"Wir haben die Komplettsequenzierung vieler Bakteriengenome in den letzten Jahren stark vorangetrieben.", so Klenk. "Die Roseobacter-Gruppe gehört inzwischen zu den Gruppen mit den meisten untersuchten Genomen. Das kommt uns bei unseren Arbeiten sehr entgegen."

Klenk und Göker wollen gewissermaßen den kleinsten genomischen Nenner finden. Was braucht ein Bakterium, um Mitglied dieser Gruppe zu sein? Kann man diese Information zur stammesgeschichtlichen Einordnung nutzen? Welche der vorhandenen Gene sind bei der Zweiteilung vererbt, welche sind durch sog. "horizontalen Gentransfer" von ganz anderen Bakterien erworben worden? Wie beschreibt man, wenn verschiedene Gene verschiedene Stammbäume ergeben, am besten die Evolution dieser Bakterien?

Neben dem Genom soll deshalb auch der Phänotyp - das Erscheinungsbild der Bakterien mit allen Eigenschaften - untersucht werden. Dazu nutzen die Forscher das BiOLOG-System. Im BiOLOG-System werden beispielsweise Stoffwechseleigenschaften getestet - so wird für verschiedenste Substrate überprüft, ob sie durch das Bakterium verwertet werden können. Insgesamt nimmt das System rund 2000 Eigenschaften unter die Lupe. Die so gewonnenen physiologischen Daten sollen in Beziehung zu den genomischen Daten der Bakterienstämme gesetzt werden. Die Forscher erhoffen sich davon auch Verbesserungen in der biologischen Beschreibung von Genen - derzeit ist in Genomsequenzen ein 40%iger Anteil von Genen mit unbekannter Funktion keine Seltenheit.

Letztendlich entwickeln die Bioinformatiker ein Modell, das die Evolution der Roseobacter-Gruppe beschreibt und die taxonomische Einordnung neuer Stämme in diese Bakteriengruppe erleichtert.

Hintergrund:
Der offizielle Titel des neu etablierten Sonderforschungsbereichs lautet "Ökologie, Physiologie und Molekularbiologie der Roseobacter-Gruppe: Aufbruch zu einem systembiologischen Verständnis einer global wichtigen Gruppe mariner Bakterien".

Der SFB gliedert sich in drei Teilbereiche: Projektbereich A widmet sich der Ökologie und Evolution, Projektbereich B der Genetik und Physiologie, Projektbereich C der Systembiologie. Für das Projekt ist insgesamt eine Laufzeit von 12 Jahren vorgesehen.

Projektpartner des SFB sind neben der DSMZ die Technische Universität Braunschweig, das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung und als Hauptkoordinator die Universität Oldenburg.

Milena Wozniczka | idw
Weitere Informationen:
http://www.dsmz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wegbereiter für Vitamin A in Reis
21.07.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Pharmakologie - Im Strom der Bläschen
21.07.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten