Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dem Verursacher der Schlafkrankheit auf der Spur

24.05.2011
Physiker der TU Berlin haben mit statistischen Methoden die Bewegung des Trypanosom-Parasiten analysiert / Veröffentlichung im Physikjournal „Physical Review Letters“

Ein interdisziplinäres Forscherteam mit maßgeblicher Beteiligung der TU Berlin hat in dem führenden internationalen Physikjournal „Physical Review Letters“ eine Arbeit veröffentlicht, die zum Verständnis der Fortbewegungsstrategie des afrikanischen Trypanosoms beiträgt. Das ist ein Parasit, der in Afrika die tödliche Schlafkrankheit beim Menschen bewirkt und auch in Rindern zu schwerwiegenden Erkrankungen führt.

Mikroorganismen wie zum Beispiel Spermien haben ausgeklügelte Mechanismen für ihre Fortbewegung in wässriger Umgebung entwickelt, die entscheidend für ihre Funktion sind. Spermien verwenden die Schlagbewegung einer fadenförmigen Geißel zur Fortbewegung. Beim Trypanosom ist die Geißel am spindelförmigen Zellkörper angeheftet, der durch die Schlagbewegung stark deformiert wird.

Sravanti Uppaluri, Doktorandin am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen, hat die Bewegung der Trypanosomen unter dem Mikroskop verfolgt und aus den aufgenommenen Filmen Schwimmpfade extrahiert. Diese wurden dann von Dr. Vasily Zaburdaev, der in der Arbeitsgruppe „Statistische Physik weicher Materie und biologischer Systeme“ unter Leitung von TU-Professor Dr. Holger Stark forscht, mit statistischen Methoden analysiert. Solche Methoden sind notwendig, um aus verrauschtem Datenmaterial Erkenntnisse zu extrahieren. Während allerdings Mikrometer große Teilchen aufgrund ihrer wässrigen Umgebung eine ungeordnete, sogenannte Brownsche Bewegung ausführen, liegt bei den Trypanosomen der Grund für das Rauschen in Mechanismen innerhalb der Zelle und ist stark von der Schwimmgeschwindigkeit des Trypanosoms abhängig, wie Dr. Vasily Zaburdaev zeigen konnte, der zur Zeit an der Harvard-Universität arbeitet. Aus der statistischen Analyse ergab sich, dass die schlagende Geißel eine schnelle irreguläre Hin- und Herbewegung des Zellkörpers bewirkt mit einer mittleren Dauer von einer Zwanzigstel Sekunde. Dies führt zu einer Zickzack-Form des Schwimmpfades. Trotz dieser irregulären Bewegung bei sehr kleinen Zeiten gelingt es dem Trypanosom während circa zehn Sekunden im Mittel geradeaus zu schwimmen. Das haben die Untersuchungen gezeigt.

Die Forschungen tragen zum tieferen Verständnis der Fortbewegung von Trypanosomen bei. Sie zeigen beispielhaft, wie durch statistische Analyse, einem modernen Werkzeug der Theoretischen Physik, Systeme der belebten Natur und insbesondere die Beweglichkeit von Mikroorganismen besser verstanden werden. Vor allem helfen sie aber auch beim Design von künstlichen Mikroschwimmern, die gerade in den letzten Jahren den Status der Vision verlassen haben und sehr real geworden sind.

Online-Veröffentlichung im „Physical Review Letters“:
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v106/i20/e208103
Weitere Informationen erteilt Ihnen gern: Prof. Dr. Holger Stark, Arbeits-gruppe „Statistische Physik weicher Materie und biologischer Systeme“, Institut für Theoretische Physik der TU Berlin, Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin, Tel.: 030/314-29623, Fax: -21130, E-Mail: holger.stark@tu-berlin.de

Stefanie Terp | idw
Weitere Informationen:
http://www.itp.tu-berlin.de/stark
http://www.tu-berlin.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Quantenmechanik ist komplex genug – vorerst …
21.04.2017 | Universität Wien

nachricht Tief im Inneren von M87
20.04.2017 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung