Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Tauziehen um den richtigen Kurs

05.05.2010
Münstersche Forscher zeigen: Tripper-Bakterien steuern Bewegungsrichtung durch "Enterhaken"

Bakterien sind sehr einfach strukturiert. Im Gegensatz zu Tieren besitzen diese einzelligen Organismen kein Nervensystem und keine Sinnesorgane. Wie schaffen sie es dennoch, einen strategisch günstigen Kurs zu halten und in eine bestimmte Richtung zu steuern?

Wissenschaftler haben nun die Bewegung jenes Bakteriums, das unter anderem Tripper und Bindehautentzündung auslösen kann, unter die Lupe genommen. "Dieses Bakterium bewegt sich mithilfe einer Reihe spezieller 'Enterhaken' fort, die über seine Oberfläche verteilt sind. Wir vermuten, dass dabei eine Art Tauziehen stattfindet - die stärkere Seite gewinnt", erklärt Doktorandin Claudia Holz. Sie gehört zum Team von Prof. Dr. Berenike Maier vom Institut für Molekulare Zellbiologie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU). An der Studie beteiligt sind zudem Wissenschaftler um Prof. Dr. Alexander Schmidt vom Institut für Infektiologie der WWU sowie ein Forscher aus Oslo, Norwegen.

Krankheitserregende Bakterien haften ihrem Wirt fest an. Gleichzeitig müssen sie beweglich sein, um dessen Oberfläche - zum Beispiel menschliche Schleimhäute - zu besiedeln. Hierzu hat der Tripper-Erreger Neisseria gonorrhoeae wie viele andere Bakterienarten molekulare "Enterhaken" entwickelt, sogenannte Pili. Diese fungieren als Motoren, die das Bakterium über Oberflächen ziehen können. Sie haften sowohl an menschlichen Zellen als auch an Oberflächen wie Glas oder Plastik. "Der Trick besteht darin, dass die Länge der Pili dynamisch ist. Das Bakterium kann sie verlängern und wie Enterhaken an eine Oberfläche ankleben. Durch anschließende Verkürzung werden sehr hohe Kräfte auf den Zellkörper erzeugt, wodurch das Bakterium über die Oberfläche gezogen wird", erklärt Berenike Maier.

Die Wissenschaftler haben gezeigt, dass bis zu 20 zufällig auf der Bakterienoberfläche verteilte Pili Einfluss auf die Bewegung eines Bakteriums nehmen können. "Es ist als würde ein Schiff versuchen, sich mit Enterhaken an mehrere umliegende Schiffe gleichzeitig heranzuziehen", erklärt Berenike Maier. Dennoch kann das Bakterium seine Bewegungsrichtung für eine gewisse Zeit beibehalten. Je mehr Pilus-Motoren beteiligt sind, desto geradliniger ist die Bewegung sogar. Um diesem scheinbaren Widerspruch zu lösen, haben die Forscher mittels einer sogenannten optischen Pinzette die Kraft bestimmt, die das Bakterium aufbringen muss, um einen "Enterhaken" von der Oberfläche abzulösen. Diese ist etwa zehnfach niedriger als die Kraft, die ein ziehender 'Enterhaken' erzeugt. "Das bedeutet: Die Seite, auf der die meisten Pilus-Motoren ziehen, gewinnt", sagt Berenike Maier. Die "Enterhaken" auf der schwächeren Seite reißen vorübergehend ab, bis sie sich wieder an die Oberfläche anheften.

Die Bakterien bewegen sich dank des "Tauziehens" also nicht völlig zufällig oder ungerichtet, sondern zeigen wie viele Tiere die Tendenz, die jeweils gegenwärtige Bewegungsrichtung eine Weile beizubehalten. "Das führt auf kurzen Zeitskalen zu geradlinigen Abschnitten in einer ansonsten zufälligen Bewegung", erklärt Berenike Maier. "Wir vermuten, dass solch ein Bewegungsmodus als Strategie zum Auffinden geeigneter Nahrungsquellen oder zum Besiedeln eines Wirtes sehr effizient ist."

Literatur: Holz et al. 2010: Multiple pilus motors cooperate for persistent bacterial movement in two dimensions. Physical Review Letters 104/17; DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.178104

Dr. Christina Heimken | idw
Weitere Informationen:
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v104/i17/e178104
http://www.uni-muenster.de/Biologie.AllgmZoo/Gruppen/Maier/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der erste Blick auf ein einzelnes Protein
18.01.2017 | Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart

nachricht Unterschiedliche Rekombinationsraten halten besonders egoistische Gene im Zaum
18.01.2017 | Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön

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: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der erste Blick auf ein einzelnes Protein

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das menschliche Hirn wächst länger und funktionsspezifischer als gedacht

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zur Sicherheit: Rettungsautos unterbrechen Radio

18.01.2017 | Verkehr Logistik