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 Superkondensatoren aus Holzbestandteilen
24.05.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Was einen guten Katalysator ausmacht
24.05.2018 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

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 Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Was einen guten Katalysator ausmacht

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Superkondensatoren aus Holzbestandteilen

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Schaltschrank-Plattform für die Energiewelt

24.05.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics