Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein molekularer Schalter für Leben, Fortpflanzung und Tod

29.11.2016

"Bis dass der Tod uns scheidet" – diese Worte haben für den Meeresborstenwurm eine tiefere Bedeutung: Noch am Tag der Paarung, wenn sie Tausende befruchtete Eier ins Meer abgegeben haben, sterben die Elterntiere. Diese radikale "Alles-oder-nichts"-Strategie verdeutlicht ein allgemeines Prinzip: Weil Tiere nur begrenzte Ressourcen zur Verfügung haben, benötigen sie Mechanismen, zu entscheiden, ob sie diese eher in Fortpflanzung oder in andere Funktionen wie Wachstum investieren. Forscher um Florian Raible haben jenes Hormon entschlüsselt, das eine zentrale Rolle bei dieser Entscheidung spielt. Die Arbeit wird im Wissenschaftsmagazin eLife veröffentlicht.

Alle Organismen brauchen Energie. Doch weil Energiequellen wie Futter in der Regel begrenzt sind, müssen Tiere entscheiden, wie sie die zur Verfügung stehenden Ressourcen am besten einsetzen. Fortpflanzung ist oft mit einer erheblichen Investition von Ressourcen verbunden, insbesondere, wenn Tiere eine große Zahl von Nachkommen zeugen.


Ein reifes Weibchen des Meeresringelwurms

Copyright: Florian Raible, Universität Wien


Großaufnahme zweier Eleocyten, der Zellen, die in der Entscheidung über Leben, Reifung und Tod der Meeresringelwürmer eine zentrale Rolle spielen.

Copyright: Sven Schenk, Universität Wien

Im Gegenzug bleiben ihnen dann weniger Ressourcen für andere Funktionen wie das Körperwachstum übrig. Bei Tieren, die bei der Fortpflanzung eine "Alles-oder-Nichts"-Strategie verfolgen, ist dieses Prinzip auf die Spitze getrieben: Wenn diese Tiere sich fortpflanzen, stecken sie alle verbleibende Energie in die Produktion des Nachwuchses, und sterben danach. Somit wird Fortpflanzung in diesen Tieren zu einer Frage von Leben und Tod.

Das Forschungsteam von Florian Raible entschlüsselt die molekularen Signalmoleküle, die es Tieren ermöglichen, diese wichtige Entscheidung zu treffen. Dafür nutzt das Team den Meeresborstenwurm Platynereis. Das Gehirn dieses Tieres produziert ein Hormon, das entscheidet, ob ein Tier wächst oder sich fortpflanzt und stirbt.

Das Hormon, das schon seit über 60 Jahren gesucht wurde und die Forscher nun identifizieren konnten – Methylfarnesoat – unterdrückt die Produktion des Dotter-Gens bei Weibchen und greift damit direkt in einen besonders ressourcenlastigen Schritt in der Fortpflanzung ein. Für Sven Schenk, Erstautor der Studie, war die Entdeckung der Substanz eine große Überraschung:

"Verwandte Substanzen waren bislang nur bei Insekten und nahe mit ihnen verwandten Tiergruppen entdeckt worden. Unsere Entdeckung des Hormons in einem Wurm macht klar, dass diese Art Hormon bereits viel früher in der Tierevolution entstanden sein musste als bisher angenommen.“

Mit der Entdeckung verbunden ist aber auch noch eine mögliche negative ökologische Konsequenz: Es gibt zahlreiche Insektizide, die eben diesen Signalweg beeinflussen. Diese Insektizide werden massiv eingesetzt, etwa im momentanen Kampf gegen die Tigermücke, die das Zika-Virus überträgt. Als das Forscherteam diese Insektizide an Platynereis testete, stellte sich heraus, dass sie das Hormonsystem der Würmer bereits in geringer Dosis entscheidend beeinträchtigten. "Das bedeutet auch, dass der Einsatz dieser Mittel möglicherweise tiefer in das gesamte Ökosystem der betroffenen Gebiete eingreift als beabsichtigt."

Die Forscher konzentrieren sich nun auf die Erforschung der Verbreitung dieser Hormon-Klasse sowie ihre Funktion bei anderen Tiergruppen, wie zum Beispiel Schnecken und Muscheln. Das Team wird sich aber auch mit der Regulation des Hormons beschäftigen. "Schon seit langem weiß man, dass die Fortpflanzung der Meeresborstenwürmer von einem Monatszyklus abhängt, der durch das Mondlicht eingestellt wird. Nachdem wir nun ein entscheidendes Hormon der Reproduktion entdeckt haben, können wir und unsere KollegInnen der Forschungsplattform 'Rhythmen des Lebens' nun möglicherweise entscheidende Fortschritte darin machen, diesen Zyklus in seinem Wirkmechanismus zu entschlüsseln", erklärt Raible.

Um das Hormon zu identifizieren, wurden Mittel des Europäischen Forschungsrats (ERC) sowie des Fonds zur Förderung wissenschaftlicher Forschung (FWF) verwendet. Entscheidend für die Entdeckung war auch die Kooperation mit der Arbeitsgruppe des Chemikers Christopher Gerner vom Institut für Analytische Chemie der Universität Wien. Diese Zusammenarbeit wurde durch die interdisziplinäre Forschungsplattform "Rhythmen des Lebens" der Universität Wien ermöglicht.

Über die Forschungsplattform "Rhythmen des Lebens"
Die Universität Wien fördert seit 2013 die fakultätsübergreifende Forschungsplattform "Rhythmen des Lebens". Beteiligt sind die Max F. Perutz Laboratories (MFPL), die Fakultät für Lebenswissenschaften und die Fakultät der Chemie. Universitäre Forschungsplattformen erleichtern die Kollaboration zwischen unterschiedlichen Zentren und Fakultäten der Universität Wien. Ihre Ergebnisse liefern oftmals die Grundlage für erfolgreiche Einreichungen für Drittmittelförderungen.

Publikation in "eLife":
Sven Schenk, Christian Krauditsch, Peter Frühauf, Christopher Gerner, Florian Raible.
Discovery of methylfarnesoate as the annelid brain hormone reveals an ancient role of sesquiterpenoids in reproduction
eLife, 29. November 2016.
DOI: 10.7554/eLife.17126.001

Wissenschaftlicher Kontakt
Dr. Florian Raible
Max F. Perutz Laboratories
Universität Wien
Vienna Biocenter
1030 Wien, Dr.-Bohr-Gasse 9
T +43-1-4277-546 16
M +43-664-602 77-546 16
florian.raible@univie.ac.at

Rückfragehinweise
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

Caterina Purini, MSc
Max F. Perutz Laboratories
Communications
Vienna Biocenter
1030 Wien, Dr.-Bohr-Gasse 9
T +43-1-4277-240 14
M +43-664-602 77-24014
caterina.purini@mfpl.ac.at

Offen für Neues. Seit 1365.
Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 19 Fakultäten und Zentren arbeiten rund 9.600 MitarbeiterInnen, davon 6.800 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 93.000 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. http://www.univie.ac.at

Über die MFPL
Die Max F. Perutz Laboratories (MFPL) sind ein gemeinsames Forschungs- und Ausbildungszentrum der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien am Vienna Biocenter, einem der größten Life Sciences Cluster in Österreich. An den MFPL sind rund 500 MitarbeiterInnen aus 40 Nationen in durchschnittlich 60 Forschungsgruppen mit Grundlagenforschung und Lehre im Bereich der Molekularbiologie beschäftigt.

Stephan Brodicky | Universität Wien

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie tickt die rote Königin?
22.01.2019 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast
22.01.2019 | Universität Heidelberg

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: Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

Heidelberger Forscher untersuchen einen der wichtigsten Wachstumsprozesse auf der Erde

Für einen der wichtigsten Wachstumsprozesse auf der Erde – die Holzbildung – sind sogenannte zweigesichtige Stammzellen verantwortlich: Sie bilden nicht nur...

Im Focus: Bifacial Stem Cells Produce Wood and Bast

Heidelberg researchers study one of the most important growth processes on Earth

So-called bifacial stem cells are responsible for one of the most critical growth processes on Earth – the formation of wood.

Im Focus: Energizing the immune system to eat cancer

Abramson Cancer Center study identifies method of priming macrophages to boost anti-tumor response

Immune cells called macrophages are supposed to serve and protect, but cancer has found ways to put them to sleep. Now researchers at the Abramson Cancer...

Im Focus: Klassisches Doppelspalt-Experiment in neuem Licht

Internationale Forschergruppe entwickelt neue Röntgenspektroskopie-Methode basierend auf dem klassischen Doppelspalt-Experiment, um neue Erkenntnisse über die physikalischen Eigenschaften von Festkörpern zu gewinnen.

Einem internationalen Forscherteam unter Führung von Physikern des Sonderforschungsbereichs 1238 der Universität zu Köln ist es gelungen, eine neue Variante...

Im Focus: Ten-year anniversary of the Neumayer Station III

The scientific and political community alike stress the importance of German Antarctic research

Joint Press Release from the BMBF and AWI

The Antarctic is a frigid continent south of the Antarctic Circle, where researchers are the only inhabitants. Despite the hostile conditions, here the Alfred...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Führende Röntgen- und Nanoforscher treffen sich in Hamburg

22.01.2019 | Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

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

17.01.2019 | Veranstaltungen

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

Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

22.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Wie tickt die rote Königin?

22.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Digitaler Denker: Argument-Suchmaschine hilft bei der Meinungsbildung

22.01.2019 | Informationstechnologie

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