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 Proteine entdecken, zählen, katalogisieren
28.06.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chemisches Profil von Ameisen passt sich bei Selektionsdruck rasch an
28.06.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

EUROSTARS-Projekt gestartet - mHealth-Lösung: time4you Forschungs- und Entwicklungspartner bei IMPACHS

28.06.2017 | Unternehmensmeldung

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive