Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Viren lassen Bakterien rosa Pigmente produzieren

23.03.2016

Damit Pflanzen bei der Photosynthese aus Licht Energie gewinnen können, nutzen sie bestimmte Farbpigmente. Mit diesen können sie die Lichtenergie einsammeln. Auch bei Mikroben wie etwa den Cyanobakterien läuft dies ähnlich ab. Dass sehr viele Viren zur Farbstoffbildung beitragen können, haben nun Biologen von der TU Kaiserslautern mit Kollegen aus Israel gezeigt. Die Viren schleusen genetisches Material in die Bakterien ein, wodurch diese die rosa Farbpigmente bilden können. Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Environmental Microbiology“ veröffentlicht.

Cyanobakterien, auch als Blaualgen bekannt, und andere Meeresbakterien sind wie Pflanzen in der Lage, mit der Hilfe des Sonnenlichts aus Kohlendioxid und Wasser Kohlenhydrate und Sauerstoff zu bilden. „Um dafür die Energie des Lichtes einzufangen, nutzen sie große Lichtsammelkomplexe“, sagt Mikrobiologie-Professorin Dr. Nicole Frankenberg-Dinkel von der TU Kaiserslautern.


Meeresviren tragen Erbinformation für die Umsetzung des grünen Farbstoffes Biliverdin zum rosa Farbstoff Phycoerythrobilin.

TU Kaiserslautern

„Diese bestehen aus Proteinen und Farbpigmenten.“ Letztere sind unter anderem für charakteristische Farbgebung verantwortlich: Bei Pflanzen ist das beispielsweise der grüne Farbstoff „Chlorophyll“, bei den Cyanobakterien der blaue Farbstoff „Phycocyanobilin“ und der rosa Farbstoff „Phycoerythrobilin“.

„Die Synthese dieser Pigmentstoffe ist bereits sehr gut verstanden“, so die Mikrobiologin weiter. „Bislang konnten Forscher sie nur bei Organismen nachweisen, die bei der Photosynthese Sauerstoff freisetzen.“ Neben dieser Form der klassischen Photosynthese, wie sie Pflanzen und Cyanobakterien betreiben, gibt es auch andere Varianten, bei denen kein Sauerstoff freigesetzt wird.

Wie verbreitet die Pigmentsynthese in bestimmten Meeresregionen ist, wollten die Kaiserslauterer Biologen gemeinsam mit dem israelischen Forscherkollegen und Bioinformatiker Oded Béjà vom Technion-Israel Institute of Technology in Haifa klären. Im Fokus ihrer Arbeit stand der rosa Farbstoff „Phycoerythrobilin“. „Die Erbinformation für den rosa Farbstoff ist in allen Weltmeeren weit verbreitet“, so die Professorin. Dabei haben die Forscher eine besondere Entdeckung gemacht: Besonders Viren tragen gehäuft diese Informationen.

„Die Viren besitzen Erbinformationen, mit denen die rosafarbenen Pigmente produziert werden können“, so Frankenberg-Dinkel. Die Viren schleusen diese genetischen Informationen dazu in die Bakterienzellen ein. Daraufhin können die Bakterien spezielle Enzyme und weitere Stoffe bilden, die eine Synthese des rosa Farbstoffs ermöglichen. „Neu ist, dass wir mit Hilfe bioinformatischer Analysen Rückschlüsse auf die Art der Viren machen können, die diese Erbinformation tragen“, so Frankenberg-Dinkel weiter. „Wir konnten zeigen, dass die Viren höchstwahrscheinlich Mikroben befallen, bei denen wir noch nicht wissen wozu der Farbstoff benötigt wird.“

Für ihre Studie hat das Team um Frankenberg-Dinkel Datensätze aus sogenannten Metagenomdatenbanken ausgewertet. „Hierin sind alle Erbinformationen von allen Organismen enthalten, die wir etwa bei einer Exkursion vor Ort am Meer entnehmen würden“, erklärt die Forscherin. „Diese Technik ermöglicht uns einen detaillierten Einblick in ein Ökosystem, ohne dieses vor Ort untersuchen zu müssen.“

Die Biologen der TU Kaiserslautern arbeiten eng mit dem Kollegen des Technion-Israel Institute of Technology in Haifa zusammen. Diese Kooperation wird durch die German-Israeli-Foundation for Scientific Research and Development gefördert.

Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Environmental Microbiology“ veröffentlicht: Ledermann, B., Beja, O. & Frankenberg-Dinkel, N. (2016) New biosynthetic pathway for pink pigments from uncultured oceanic viruses.
doi:10.1111/1462-2920.13290

Fragen beantwortet:
Prof. Dr. Nicole Frankenberg-Dinkel
Fachbereich Biologie
E-Mail: nfranken@bio.uni-kl.de
Tel.: 0631/205-2353

Weitere Informationen:

http://www.uni-kl.de

Katrin Müller | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

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: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie