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 Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur
17.08.2017 | Deutsches Krebsforschungszentrum

nachricht Magenkrebs: Auch Bakterien können Auslöser sein
17.08.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

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: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten