Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Überraschung aus der Tiefsee

07.05.2015

Archaea gehören zusammen mit Bakterien zu den ersten Lebewesen auf der Erde. Es gab diese Mikroorganismen schon hunderte Millionen Jahre bevor sich die höheren Organismen, d.h. Pflanzen und Tiere, sog. Eukaryoten, entwickelten.

Ein internationales ForscherInnen-Konsortium um Christa Schleper vom Department für Ökogenomik und Systembiologie der Universität Wien hat nun bei der Analyse von tiefen Meeressedimenten eine Gruppe von Archaea entdeckt, die unmittelbare Verwandte der Eukaryoten sind: Ihre Gene zeigen überraschenderweise Ähnlichkeiten mit den Vorfahren der heutigen Eukaryoten auf. Die Ergebnisse der Studie erscheinen in der aktuellen Ausgabe von "Nature".


Hier wurden die Loki-Archaeota entdeckt: Am Meeresboden am Mittelatlantischen Rücken in der Nähe von den Hydrothermalquellen Loki's Castle.

Copyright: Centre for Geobiology, Bergen, Norway, by R.B. Pedersen

Wie entstanden die ersten eukaryotischen Zellen mit ihren Organellen, aus denen alle komplexeren Organismen hervorgegangen sind? Zu dieser fundamentalen Frage, die sehr kontrovers diskutiert wird, gibt es viele Hypothesen, aber nur wenige Antworten.

Es gilt heute als unumstritten, dass Bakterien von einer Vorläuferzelle aufgenommen wurden und hieraus die Mitochondrien, die energieliefernden Organellen der Eukaryoten, entstanden sind. Die Genomforschung zeigt auch, dass insbesondere Archaea eine wichtige Rolle in der Evolution der höheren Organismen spielten.

Hat also ein Ur-Archaeon ein Bakterium verschluckt und daraus formte sich die Mutterzelle aller Eukaryoten? "Dies wird tatsächlich von vielen Forschern heute angenommen", so Christa Schleper vom Department für Ökogenomik und Systembiologie der Universität Wien.

Einer der drei Stämme im "Baum des Lebens" gefällt

Mit der Entdeckung einer neuen Gruppe von Archaea, den Lokiarchaea, deren Genom nun erstmals aus einer Tiefseeprobe bestimmt und von einem ForscherInnen-Konsortium aus Wien, Bergen (Norwegen) und Uppsala (Schweden) entschlüsselt wurde, werden einige Fragen geklärt: In phylogenetischen Stammbäumen sind Lokiarchaea (benannt nach dem Gott Loki aus der nordische Mythologie) eine direkte Schwestergruppe der Eukaryoten innerhalb der Domäne der Archaea.

"Die ersten Vorläufer der Eukaryoten sind also tatsächlich direkt aus Archaea hervorgegangen und bilden nicht, wie früher angenommen, neben Bakterien und Archaea eine eigenständige primäre Domäne des Lebens", erklärt Schleper, Mit-Initiatorin der Studie.

Überraschungen im Genom

Außerdem zeigt das Genom der Lokiarchaea eine erstaunliche Komplexität. Es enthält die genetische Information für Proteine, die zuvor nur bei Eukaryoten bekannt waren: So zum Beispiel für viele Proteine, die den Membranumbau in Eukaryoten ermöglichen oder regulieren und auch für die Aufnahme von Organismen (Phagocytose) oder die Zellteilung verantwortlich sind.

Ebenso wurden Gene für "eukaryotische" Zytoskelettproteine (Aktin und Gelsolin) gefunden, welche die Form der Zellen beeinflussen und immer wieder verändern können. Genau diese Eigenschaften brauchte auch die frühe eukaryotische Urzelle oder das Ur-Archaeon, um ein Bakterium aufnehmen zu können. Somit stellen Lokiarchaeota eine Übergangsform dar, die bereits einen "starter kit" für die Entwicklung der komplexeren Zellen hat.

Viele offene Fragen

"Es ist fast so, als hätten wir soeben die Menschenaffen, also die nächsten lebenden Verwandten der Menschen entdeckt, die uns ja auch interessante Einblicke in unseren letzten gemeinsamen Vorfahren geben. Nur lebte der gemeinsame Vorfahre der Eukaryoten und Lokiarchaea nicht vor fünf Millionen Jahren, sondern bereits vor rund zwei Milliarden Jahren", so Christa Schleper: "Viele Fragen zur Lebensweise, Struktur und Vorkommen der Lokiarchaea bleiben aber derzeit leider noch unbeantwortet."

Publikation in "Nature":
Anja Spang, Jimmy H. Saw, Steffen L. Jørgensen, Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka, Joran Martijn, Anders E. Lind, Roel van Eijk ,Christa Schleper, Lionel Guy and Thijs J.G. Ettema: Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes
DOI: 10.1038/nature14447

Wissenschaftlicher Kontakt
Univ.-Prof. Dr. Christa Schleper
Archaea Biologie und Ökogenomik Division
Department für Ökogenomik und System Biologie
Universität Wien
1090 Wien, Althanstraße 14 (UZA I)
T +43-1-4277-764 31
christa.schleper@univie.ac.at

Rückfragehinweis
Mag. Alexandra Frey
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
M +43-664-602 77-175 33
alexandra.frey@univie.ac.at

Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 19 Fakultäten und Zentren arbeiten rund 9.700 MitarbeiterInnen, davon 6.900 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 92.000 nationale und internationale Studierende inskribiert. Mit über 180 Studien verfügt sie über das vielfältigste Studienangebot des Landes. Die Universität Wien ist auch eine bedeutende Einrichtung für Weiterbildung in Österreich. 1365 gegründet, feiert die Alma Mater Rudolphina Vindobonensis im Jahr 2015 ihr 650-jähriges Gründungsjubiläum. http://www.univie.ac.at

1365 gegründet, feiert die Alma Mater Rudolphina Vindobonensis im Jahr 2015 ihr 650-jähriges Gründungsjubiläum mit einem vielfältigen Jahresprogramm – unterstützt von zahlreichen Sponsoren und Kooperationspartnern. Die Universität Wien bedankt sich dafür bei ihren Kooperationspartnern, insbesondere bei: Österreichische Post AG, Raiffeisen NÖ-Wien, Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft, Stadt Wien, Industriellenvereinigung, Erste Bank, Vienna Insurance Group, voestalpine, ÖBB-Holding AG, Bundesimmobiliengesellschaft, Mondi. Medienpartner sind: ORF, Die Presse, Der Standard.

Stephan Brodicky | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Open Science auf offener See
19.01.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Bisher älteste bekannte Sauerstoffoase entdeckt
18.01.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

Physiker haben eine lichtmikroskopische Technik entwickelt, mit der sich Atome auf der Nanoskala abbilden lassen. Das neue Verfahren ermöglicht insbesondere, Quantenpunkte in einem Halbleiter-Chip bildlich darzustellen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel zusammen mit Kollegen der Universität Bochum in «Nature Photonics».

Mikroskope machen Strukturen sichtbar, die dem menschlichen Auge sonst verborgen blieben. Einzelne Moleküle und Atome, die nur Bruchteile eines Nanometers...

Im Focus: Optical Nanoscope Allows Imaging of Quantum Dots

Physicists have developed a technique based on optical microscopy that can be used to create images of atoms on the nanoscale. In particular, the new method allows the imaging of quantum dots in a semiconductor chip. Together with colleagues from the University of Bochum, scientists from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute reported the findings in the journal Nature Photonics.

Microscopes allow us to see structures that are otherwise invisible to the human eye. However, conventional optical microscopes cannot be used to image...

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

23.01.2018 | Veranstaltungen

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungen

Leichtbau zu Ende gedacht – Herausforderung Recycling

23.01.2018 | Veranstaltungen

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

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

23.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

CES Innovation Award für kombinierte Blick- und Spracheingabe im Auto

23.01.2018 | Förderungen Preise

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