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 Die schnellste lichtgetriebene Stromquelle der Welt
26.09.2017 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht Internationales Forscherteam entdeckt kohärenten Lichtverstärkungsprozess in Laser-angeregtem Glas
25.09.2017 | Universität Kassel

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: Die schnellste lichtgetriebene Stromquelle der Welt

Die Stromregelung ist eine der wichtigsten Komponenten moderner Elektronik, denn über schnell angesteuerte Elektronenströme werden Daten und Signale übertragen. Die Ansprüche an die Schnelligkeit der Datenübertragung wachsen dabei beständig. In eine ganz neue Dimension der schnellen Stromregelung sind nun Wissenschaftler der Lehrstühle für Laserphysik und Angewandte Physik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) vorgedrungen. Ihnen ist es gelungen, im „Wundermaterial“ Graphen Elektronenströme innerhalb von einer Femtosekunde in die gewünschte Richtung zu lenken – eine Femtosekunde entspricht dabei dem millionsten Teil einer milliardstel Sekunde.

Der Trick: die Elektronen werden von einer einzigen Schwingung eines Lichtpulses angetrieben. Damit können sie den Vorgang um mehr als das Tausendfache im...

Im Focus: The fastest light-driven current source

Controlling electronic current is essential to modern electronics, as data and signals are transferred by streams of electrons which are controlled at high speed. Demands on transmission speeds are also increasing as technology develops. Scientists from the Chair of Laser Physics and the Chair of Applied Physics at Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) have succeeded in switching on a current with a desired direction in graphene using a single laser pulse within a femtosecond ¬¬ – a femtosecond corresponds to the millionth part of a billionth of a second. This is more than a thousand times faster compared to the most efficient transistors today.

Graphene is up to the job

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Im Spannungsfeld von Biologie und Modellierung

26.09.2017 | Veranstaltungen

Archaeopteryx, Klimawandel und Zugvögel: Deutsche Ornithologen-Gesellschaft tagt an der Uni Halle

26.09.2017 | Veranstaltungen

Unsere Arbeitswelt von morgen – Polarisierendes Thema beim 7. Unternehmertag der HNEE

26.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Europas erste Testumgebung für selbstfahrende Züge entsteht im Burgenland

26.09.2017 | Verkehr Logistik

Nerven steuern die Bakterienbesiedlung des Körpers

26.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mit künstlicher Intelligenz zum chemischen Fingerabdruck

26.09.2017 | Biowissenschaften Chemie