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 Forscher finden neue Ansätze gegen Wirkstoffresistenzen in der Tumortherapie
15.12.2017 | Universität Leipzig

nachricht Moos verdoppelte mehrmals sein Genom
15.12.2017 | Philipps-Universität Marburg

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: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik