Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Synthetisches Parfüm macht unwiderstehlich

10.03.2005


Max-Planck-Forscher entschlüsseln die Duftbotschaft der Immungene von Stichlingen


"Den kann ich nicht riechen", ist eine wichtige Entscheidung bei der Partnerwahl von Menschen, Mäusen und Fischen. Am Geruch erkennt Frau, Maus- oder Stichlingsweibchen die Immungene eines möglichen Partners. Die richtige Mischung von Immungenen zu haben, ist für die Nachkommen überlebenswichtig: Ein Stichlingsweibchen bevorzugt geruchlich das Männchen, dessen Immungene zusammen mit ihren eigenen dem Nachwuchs die optimale Immunabwehr gegen ständig wechselnde Krankheitserreger bieten. Da sich zwei Menschen, Mäuse oder Stichlinge stark in ihren Immungenen unterscheiden, muss das natürliche Duftsignal Information über diese Individualität vermitteln können. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Limnologie in Plön haben nun in Zusammenarbeit mit ihren Kollegen vom Max-Planck-Institut für Immunbiologie in Freiburg experimentell den Nachweis erbracht, das man mit kleinen Eiweißbruchstücken, die eine natürliche "Blaupause" von Immungenen darstellen, die Attraktivität eines Stichlingsmännchens für ein Weibchen Voraussage gemäss manipulieren kann (PNAS Online, 8. März 2005).

Die ungeheure Anzahl von sich ständig verändernden Krankheitserregern scheint die meisten Tier- und Pflanzenarten zu zwingen, für jede Generation die Immungene immer wieder neu zu mischen. Wie bei den meisten Wirbeltieren können die T-Zellen unseres Immunsystems Krankheitserreger nur erkennen und bekämpfen, wenn körpereigene so genannte MHC-Moleküle (Major Histocompatibility Complex) ihnen fremde Eiweißbruchstücke (Peptide) zeigen. Die MHC-Moleküle unterscheiden sich in ihren Bindungsstellen, mit denen sie nur Peptide greifen können, die an speziellen Ankerregionen ganz bestimmte Aminosäuren tragen. Jedes MHC-Molekül kann also nur ganz bestimmte Peptide binden, und es braucht verschiedene MHC-Moleküle, damit das Immunsystem verschiedene Krankheitserreger erkennen und bekämpfen kann. In jeder Wirbeltierpopulation gibt es Hunderte von MHC-Varianten, aber jeder Mensch oder Stichling hat nur wenige davon, und zwei Menschen oder Stichlinge haben meist unterschiedliche Varianten. Diese enorme Vielgestaltigkeit (Polymorphismus) des MHC-Systems ist einzigartig und bietet Weibchen eine große Wahlmöglichkeit zwischen verschiedenen Partner mit unterschiedlicher Ausstattung an Immungenen. Voraussetzung ist allerdings, dass sie diese Gene von außen "erkennen" können. Tatsächlich ist schon länger bekannt, dass Mäuse, Menschen und Stichlinge die genetische Struktur der MHC-Moleküle ihrer potenziellen Partner riechen können.


Vor einigen Jahren hatten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Limnologie gezeigt, dass Stichlinge in natürlichen Populationen meist über eine mittlere Anzahl von etwa fünf MHC-Varianten je Fisch verfügen und dass Weibchen diese Anzahl durch die geruchliche Auswahl des immungenetisch passenden Partners für ihre Nachkommen erreichen (Reusch, Häberli, Aeschlimann & Milinski, Nature 414:300-302, 2001). In weiteren Versuchen lieferte das Plöner Institut den experimentellen Nachweis, dass diese Anzahl von MHC-Varianten für das Individuum ein immungenetisches Optimum darstellt, das maximale Immunabwehr erlaubt (Wegner, Kalbe, Kurtz, Reusch & Milinski, Science 301:1343, 2003).Worin könnte das natürliche Duftbouquet bestehen, mit dem Männchen (wie auch Weibchen bei Mäusen und Menschen) Information über ihre MHC-Individualität signalisieren? Wenn es bestimmter MHC-Moleküle bedarf, um bestimmte Peptide aus der Zelle zu transportieren, dann sollte das Spektrum von Peptiden, das nach "außen" gelangt, das Spektrum von MHC-Molekülen eindeutig widerspiegeln - und damit das Spektrum der entsprechenden genetischen Varianten eines Individuums. Das Bouquet der ausgeschiedenen Peptide könnte das "natürliche Parfüm" sein, über das z.B. ein Weibchen den immungenetisch passenden Partner heraus riecht. Dass Peptide mit den passenden Aminosäuren als Anker für MHC-Moleküle - und zwar nur solche Peptide - von speziellen Nervenzellen der Riechschleimhaut von Mäusen als Signalstoffe (Pheromone) erkannt werden, hat gerade ein internationales Forscherteam um Thomas Boehm vom Max-Planck-Institut für Immunbiologie in Freiburg nachgewiesen (Leinders-Zufall, Brennan, Widmayer, Chandramani, Maul-Pavicic, Jäger, Li, Breer, Zufall & Boehm, Science 306:1033-1037, 2004). Wenn diese Peptide auch das "natürliche Parfüm" von Stichlingen darstellen, müsste man den Duft eines Stichlingsmännchens durch Hinzufügen von verschiedenen synthetischen Peptiden manipulieren können. Dabei sollte es nur von der MHC-Variantenzahl des Paares abhängen, ob die Zusatzparfümierung durch die gleiche Mischung synthetischer Peptide das Männchen für ein bestimmtes Weibchen anziehend oder abstoßend wirkt: So sollte ein Männchen, das für ein bestimmtes Weibchen zu wenige MHC-Varianten bietet, um das Optimum zu erreichen, durch Hinzufügen synthetischer Peptiden attraktiver werden.

Auf der anderen Seite sollte der Duft eines von sich aus attraktiven Männchens, das schon die optimale Ergänzung bietet, durch Hinzufügen derselben Peptidmischung abstoßend wirken. Im Rahmen einer Kooperation zwischen dem nördlichsten und dem südlichsten Max-Planck-Institut ist es den Evolutionsökologen aus Plön und den Immunbiologen aus Freiburg gelungen, diesen Nachweis zu erbringen: Im Experiment konnte das laichbereite Weibchen das Männchen nicht sehen, sondern bekam lediglich das Wasser aus dem Aquarium des Männchens in einem Strömungskanal mit zwei parallel geführten Zuläufen kontinuierlich geboten. In dem einen Zulauf wurde das Aquariumswasser mit einer Peptidmischung, in dem anderen lediglich mit dem Lösemittel ohne Peptide versetzt. Unter Videokontrolle konnte das Weibchen zwischen den beiden Zuläufen zehn Minuten lang frei wählen - und entschied sich tatsächlich der Vorhersage entsprechend.

In einem weiteren Experiment konnten die Forscher zeigen, dass die gleiche Peptidmischung von Stichlingsweibchen ignoriert wird, wenn die Ankerregionen der Peptide Aminosäuren tragen, die nicht an MHC-Moleküle binden. Das muss man fordern, wenn Peptide nur die MHC-Individualität des Senders übermitteln sollen.

Da offenbar von Mäusen und Stichlingen dieselben immungenetischen Signalmoleküle verstanden werden, muss man annehmen, dass dieses Signalsystem, wie schon für das MHC-System gezeigt, bei Wirbeltieren, den Menschen eingeschlossen, ähnlich ist. "Die neuen Ergebnisse werfen die Frage auf, ob auch Menschen anhand von Peptiden Informationen über MHC-Varianten ihres Gegenübers sammeln können", sagt Thomas Boehm. "Welche Rolle dabei Parfüms spielen, die von Menschen schon seit Tausenden von Jahren verwendet werden und deren individuelle Auswahl von den eigenen MHC-Genen beeinflusst wird, wird uns noch beschäftigen", erklärt sein Kollege Manfred Milinski.

Dr. Andreas Trepte | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen
20.07.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht Erwiesen: Mücken können tropisches Chikungunya-Virus auch bei niedrigen Temperaturen verbreiten
20.07.2018 | Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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