Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schädling im Reisfeld als Helfer gegen Krebs

02.10.2013
Ein 30 Jahre altes Rätsel ist gelöst: Wissenschaftlern des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (HKI) und der Universität Tübingen ist es gelungen, einen wichtigen Schritt in der Herstellung des Wirkstoffes Rhizoxin zu entschlüsseln.

Die Brisanz liegt in seiner Wirkungsweise: Rhizoxin hindert Krebszellen daran, sich zu teilen. Ihre Erkenntnisse konnten die Jenaer Forscher nun in der international renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlichen.

Lange bevor die Kartoffel europäische Teller und Mägen eroberte, wurde in Südostasien Reis angebaut – heute weltweites Grundnahrungsmittel. Verheerend ist es, wenn Pflanzenkrankheiten die Ernte vernichten. Zu den Schädlingen zählt auch die Reiskeimlingsfäule, ausgelöst durch den Schimmelpilz Rhizopus microsporus. Der Pilz befällt die Keimlinge und bildet den Naturstoff Rhizoxin. Dieses Zellgift hindert das Wachstum der Wurzeln und die Pflanze stirbt ab.

Bereits Mitte der 1980er Jahre haben japanische Wissenschaftler Rhizoxin an menschlichen Zellkulturen getestet. Das überraschende Ergebnis: Es ist wirksam gegen Krebs. Leider scheiterte der Wirkstoff als Medikament: schlecht löslich im menschlichen Körper und noch dazu instabil. Die krebshindernden Eigenschaften der Substanz Rhizoxin sind aber weiterhin vielversprechend.

Und so haben sich Christian Hertweck und seine Forscherkollegen vom Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut gemeinsam mit Wissenschaftlern der Eberhard Karls Universität Tübingen daran gemacht, die Bildung des Moleküls aufzuklären. Dabei entdeckten sie einen völlig neuen Reaktionsmechanismus.

Rhizoxin gehört zur großen Gruppe der Polyketide, die alle nach einem ähnlichen Muster gebildet werden. Im speziellen Fall von Rhizoxin interessierten sich die Forscher dafür, wie eine bestimmte Kettenverzweigung in das Molekül eingeführt wird. Genau diese Verzweigung ist für die Wirkung des Moleküls gegen Krebszellen verantwortlich. Für diesen Reaktionsschritt, so fanden die Forscher heraus, ist ein bisher unbekanntes Enzymmodul verantwortlich.

Zunächst machten sich die Wissenschaftler aus Tübingen daran, die atomare Struktur des Enzyms aufzuklären, das die Verzweigungsreaktion katalysiert. Ihre Erkenntnisse gaben sie an die Jenaer Kollegen weiter. Diese konnten den Verzweigungsschritt im Reaktionsgefäß nachvollziehen und damit die Annahme bestätigen. Die Forscher nehmen an, dass das neu entdeckte Prinzip der Kettenverzweigung in der Natur häufiger vorkommt – eine Chance unbekannte Naturstoffe zu entdecken. Außerdem haben sie damit ein völlig neues Werkzeug in der Hand: Neue, medizinisch interessante Wirkstoffe könnten erzeugt und bereits vorhandene gezielt verändert werden.

Die Erkenntnisse sind von großer Bedeutung für die Fachwelt. Daher werden sie nicht nur in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht, sondern das neu gefundene Enzym wird auch in der Protein-Datenbank PDB erfasst, auf die alle Wissenschaftler weltweit zugreifen können.

Originalveröffentlichung
Bretschneider T, Heim JB, Heine D, Winkler R, Busch B, Kusebauch B, Stehle T, Zocher G, Hertweck C
Vinylogous chain branching catalysed by a dedicated polyketide synthase module
Nature (2013) doi:10.1038/nature12588
Informationen zum HKI
Das Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut – wurde 1992 gegründet und gehört seit 2003 zur Leibniz-Gemeinschaft. Die Wissenschaftler des HKI befassen sich mit der Infektionsbiologie human-pathogener Pilze. Sie untersuchen die molekularen Mechanismen der Krankheitsauslösung und die Wechselwirkung mit dem menschlichen Immunsystem. Neue Naturstoffe aus Mikroorganismen werden auf ihre biologische Aktivität untersucht und für mögliche Anwendungen als Wirkstoffe zielgerichtet modifiziert.

Das HKI verfügt über fünf wissenschaftliche Abteilungen, deren Leiter gleichzeitig berufene Professoren der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) sind. Hinzu kommen mehrere Nachwuchsgruppen und Querschnittseinrichtungen mit einer integrativen Funktion für das Institut, darunter das anwendungsorientierte Biotechnikum als Schnittstelle zur Industrie. Gemeinsam mit der FSU betreibt das HKI die Jena Microbial Resource Collection, eine umfassende Sammlung von Mikroorganismen und Naturstoffen. Zur Zeit arbeiten mehr als 350 Personen am HKI, darunter 120 Doktoranden.

Das HKI ist Initiator und Kernpartner großer Verbundprojekte wie der Exzellenz-Graduiertenschule Jena School for Microbial Communication, des Sonderforschungsbereiches/Transregio FungiNet, des Zentrums für Innovationskompetenz Septomics sowie von InfectControl 2020 – Neue Antiinfektionsstrategien, einem Vorhaben im BMBF-Programm Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation.

Informationen zur Leibniz-Gemeinschaft
Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 86 selbständige Forschungseinrichtungen. Deren Ausrichtung reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute bearbeiten gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevante Fragestellungen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Grundlagenforschung. Sie unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an.

Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer in Richtung Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Institute pflegen intensive Kooperationen mit den Hochschulen - u.a. in Form der WissenschaftsCampi - , mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem maßstabsetzenden transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam.

Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 17.000 Personen, darunter 7.900 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei 1,5 Milliarden Euro.

Ansprechpartner
Dr. Michael Ramm
Wissenschaftliche Organisation
Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e. V.
– Hans-Knöll-Institut –
Adolf-Reichwein-Straße 23
07745 Jena
+49 3641 5321011 (T)
+49 1520 1848494 (M)
+49 3641 5320801 (F)
michael.ramm@hki-jena.de
Presseservice: pr@hki-jena.de
http://www.presse.hki-jena.de

Dr. Michael Ramm | idw
Weitere Informationen:
http://www.presse.hki-jena.de
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12588.html

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