Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Funktion neu entdeckter Zellorganellen aufgeklärt

04.03.2008
Lebewesen mit echtem Zellkern können wichtige Aufgaben der Mitochondrien auch dann erfüllen, wenn diese Zellorganellen im Laufe der Evolution durch eine stark vereinfachte Version ersetzt worden sind, die sogenannten Mitosomen.

Das haben Wissenschaftler um den Zellbiologie-Professor Dr. Roland Lill von der Philipps-Universität Marburg herausgefunden. Die Forscher konnten die einzig bekannte Funktion der Mitosomen nachweisen, nämlich die Herstellung von Eisen-Schwefel-Proteinen, die unter anderem für Synthese und Reparatur der Erbsubstanz DNA sowie zur Biosynthese von Proteinen benötigt werden.

Kernhaltige Zellen von Menschen, Tieren, Pflanzen und anderen so genannten Eukaryota besitzen in der Regel Mitochondrien, in denen Energie aus Nährstoffen in eine verwertbare Form umgewandelt wird, wobei ATP entsteht. Eine Ausnahme sind die pilzartigen Mikrosporidia, die als Parasiten in den Zellen anderer Eukaryota leben. Aufgrund ihrer einseitigen Spezialisierung weisen sie einen stark reduzierten Bau und Stoffwechsel auf.

Mikrosporidia enthalten keine Mitochondrien, sondern Mitosomen, die erst vor wenigen Jahren entdeckt worden sind. Die Mitosomen haben bei der Entstehung aus den Mitochondrien deren Doppelmembran¬struktur beibehalten, aber zentrale Funktionen wie die Häm- und ATP-Synthese verloren. Aus diesen Befunden ergab sich die Frage, welche Aufgabe die Mitosomen in den Zellen erfüllen.

Die Mikrosporidia besitzen eine Reihe von Genen für Proteine, die zur Biosynthese von Eisen-Schwefel (Fe/S)-Clustern erforderlich sind - eine Synthese, die normalerweise in den Mitochondrien stattfindet. Roland Lill und seine Kollegen sind der Frage nachgegangen, ob die Mitosomen noch immer die Funktion der Mitochondrien bei der Synthese von Fe/S-Clustern ausüben können.

Die Ergebnisse sind in der Online-Ausgabe des renommierten Fachmagazins "Nature" vom 2. März 2008 erschienen: Die Wissenschaftler untersuchten Schlüsselproteine für die Biosynthese von Fe/S-Clustern an zwei Vertretern der Mikrosporidia, nämlich Encephalitozoon cuniculi und Trachipleistophora hominis. Dazu unternahmen sie Experimente mit Hefezellen, bei denen die entsprechenden Proteine inaktiviert worden waren. Die Forscher schleusten in solche Zellen die aktiven Mikrosporidia-Gegenstücke der inaktivierten Hefe-Proteine ein. Das Ergebnis: Einige der von außen eingeführten Komponenten vermochten die Funktion der Hefe-eigenen Moleküle zu ersetzen, so dass die zuvor entstandenen Defekte repariert wurden.

In weiteren Untersuchungen überprüften die Wissenschaftler, ob bei den Mikrosporidia die Biosyntheseproteine für Fe/S-Cluster tatsächlich in den Mitosomen lokalisiert sind. Die Analysen erforderten aufwändige Immunfluoreszenztechniken, um die Proteine innerhalb der Parasiten sichtbar zu machen, die ihrerseits in Wirtszellen leben. Die Autoren ziehen aus ihren Resultaten den Schluss, dass die Proteine in den Mitosomen vergleichbare Aufgaben erfüllen wie in den Mitochondrien von Hefe, menschlichen Zellen oder anderen Eukaryota. Offensichtlich handelt es sich dabei um eine unverzichtbare Syntheseleistung, ohne die kein Leben möglich ist.

Zugleich werfen die Ergebnisse von Lill und Kollegen neue Fragen auf. Bei einer der beiden Mikrosporidia-Arten befindet sich ein Teil der untersuchten Proteine innerhalb der Mitosomen, ein anderer Teil jedoch im Cytosol. Die Biosynthese der Eisen-Schwefel-Cluster in Hefzellen erfordert jedoch eine enge Kooperation der beteiligten Bestandteile. Wie können die räumlich getrennten Komponenten bei den Mikrosporidia dann aber ihre Funktion für die Biosynthese von Fe/S-Clustern erfüllen? Dies müssen weitere Untersuchungen zeigen.

Originalveröffentlichung: Alina V. Goldberg, Sabine Molik, Anastasios D. Tsaousis, Karina Neumann, Grit Kuhnke, Frederic Delbac, Christian P. Vivares, Robert P. Hirt, Roland Lill & T. Martin Embley: Localization and functionality of microsporidian iron-sulphur cluster assembly proteins; http://dx.doi.org/10.1038/nature06606

Johannes Scholten | idw
Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1038/nature06606
http://www.uni-marburg.de

Weitere Berichte zu: Biosynthese Mikrosporidia Mitochondrium Mitosomen Protein

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kühlen nach Art der Pflanzen
18.04.2019 | Westfälische Hochschule

nachricht Kontaktlinsen mit Medizin und Zucker
17.04.2019 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

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: Explosion on Jupiter-sized star 10 times more powerful than ever seen on our sun

A stellar flare 10 times more powerful than anything seen on our sun has burst from an ultracool star almost the same size as Jupiter

  • Coolest and smallest star to produce a superflare found
  • Star is a tenth of the radius of our Sun
  • Researchers led by University of Warwick could only see...

Im Focus: Neues „Baustein-Konzept“ für die additive Fertigung

Volkswagenstiftung fördert Wissenschaftler aus dem IPF Dresden bei der Erkundung eines innovativen neuen Ansatzes im 3D-Druck

Im Rahmen Ihrer Initiative „Experiment! - Auf der Suche nach gewagten Forschungsideen“
fördert die VolkswagenStiftung ein Projekt, das von Herrn Dr. Julian...

Im Focus: Vergangenheit trifft Zukunft

autartec®-Haus am Fuß der F60 fertiggestellt

Der Hafen des Bergheider Sees beherbergt seinen ersten Bewohner. Das schwimmende autartec®-Haus – entstanden im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung...

Im Focus: Hybrid-Neuronen-Netzwerke mit 3D-Lithografie möglich

Netzwerken aus wenigen Neuronenzellen können gezielt künstliche dreidimensionale Strukturen vorgegeben werden. Sie werden dafür elektronisch verschaltet. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, Fehler in neuralen Netzwerken besser zu verstehen und technische Anwendungen mit lebenden Zellen gezielter zu steuern. Dies stellt ein Team aus Forschenden aus Greifswald und Hamburg in einer Publikation in der Fachzeitschrift „Advanced Biosystems“ vor.

Eine der zentralen Fragen der Lebenswissenschaften ist, die Funktionsweise des Gehirns zu verstehen. Komplexe Abläufe im Gehirn ermöglichen uns, schnell Muster...

Im Focus: Was geschieht im Körper von ALS-Patienten?

Wissenschaftler der TU Dresden finden Wege, um das Absterben von Nervenzellen zu verringern und erforschen Therapieansätze zur Behandlung von ALS

Die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine unheilbare Erkrankung des zentralen Nervensystems. Nicht selten verläuft ALS nach der Diagnose innerhalb...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz: Lernen von der Natur

17.04.2019 | Veranstaltungen

Mobilität im Umbruch – Conference on Future Automotive Technology, 7.-8. Mai 2019, Fürstenfeldbruck

17.04.2019 | Veranstaltungen

Augmented Reality und Softwareentwicklung: 33. Industrie-Tag InformationsTechnologie (IT)²

17.04.2019 | Veranstaltungen

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

Irdischer Schutz für außerirdisches Metall

18.04.2019 | Verfahrenstechnologie

Erster astrophysikalischer Nachweis des Heliumhydrid-Ions

18.04.2019 | Physik Astronomie

Radioteleskop LOFAR blickt tief in den Blitz

18.04.2019 | Physik Astronomie

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