Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Heidelberger Forscher schaffen dreidimensionales Modell eines Bakteriums

15.08.2013
Mit neuen Methoden der Elektronenmikroskopie entschlüsseln sie die Struktur von Gemmata obscuriglobus

Bestimmte Bakterien können komplexe Membranstrukturen ausbilden, die im Hinblick auf Komplexität und Dynamik denen von Eukaryoten ähneln – also Lebewesen, deren Zellen einen membran-ummantelten Zellkern besitzen.

Das haben Wissenschaftler der Universität Heidelberg und des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie (EMBL) mit Hilfe neuer Methoden der Elektronenmikroskopie gezeigt. Dem Forscherteam ist es gelungen, den Aufbau des Bakteriums Gemmata obscuriglobus mit der Organisation seines Membransystems dreidimensional zu rekonstruieren. Ihre Untersuchungen belegen gleichzeitig, dass G. obscuriglobus keinen „echten“ Zellkern besitzt.

Trotz seiner Ausnahmestellung muss es also weiterhin der Gruppe der Bakterien und damit den sogenannten Prokaryoten zugeordnet werden. Die Forschungsergebnisse wurden im Fachjournal „PloS Biology“ veröffentlicht.

„Seit den Anfängen der Mikroskopie werden die Zellen von Lebewesen nach zwei Kategorien unterschieden“, erklärt Dr. Damien Devos, der am Centre for Organismal Studies (COS) der Universität Heidelberg forscht. Danach „verpacken“ Eukaryoten ihr Genmaterial, die DNA, in einem durch eine Membran abgeschlossenen Bereich, dem Kern. Prokaryoten dagegen, zu denen auch Bakterien zählen, verfügen über keinen derartigen Zellkern. Bereits vor einigen Jahren legten Untersuchungen mit neuartigen Möglichkeiten der zweidimensionalen Bildgebung nahe, dass das Genmaterial von G. obscuriglobus von einer doppelten Membran umgeben zu sein scheint – neben anderen Besonderheiten der Membranorganisation war dies eine Erkenntnis, die die Unterscheidung von Prokaryoten und Eukaryoten ins Wanken brachte.

„Die Möglichkeit, dass ein Bakterium eine dem Zellkern ähnelnde Struktur besitzen könnte, stellte eine Bedrohung dar für eine der zentralen Annahmen der Biologie, auf der zahlreiche weitere Analysen und Interpretationen basieren“, erklärt Damien Devos. Um die Besonderheiten der Membranstruktur von G. obscuriglobus genauer zu untersuchen, haben die Heidelberger Forscher das Bakterium in dünne Scheiben zerlegt und diese mit dem Elektronenmikroskop abgebildet. Auf den Scheiben wurden dann die Membranen nachgewiesen, über den Umfang des gesamten Bakteriums verfolgt und ihr Aufbau am Computer rekonstruiert. Auf diese Weise entstand ein virtuelles Modell von G. obscuriglobus. Damit konnten die Wissenschaftler die Membranorganisation im dreidimensionalen Raum nachvollziehen und auswerten, wie die Membranen innerhalb der Zelle aufgebaut sind.

Die Untersuchungen zeigen, dass die Membranen innerhalb von G. obscuriglobus lediglich ein Teil der inneren Membran sind, die in allen Bakterien vorhanden ist und dort das sogenannte Zytoplasma umgibt. „Dazu weist G. obscuriglobus weitere Charakteristika auf, die auch bei anderen Bakterien zu finden sind“, erklärt Damien Devos. Mit diesen Forschungsergebnissen muss nach den Worten des Wissenschaftlers die Annahme verworfen werden, dass ein bakterieller Zellkern existiert. „Der Zellaufbau und die Membranen von Gemmata obscuriglobus sind lediglich komplexer als die ‚klassischer‘ Bakterien. G. obscuriglobus bildet also keine neue eigene Gruppe von Organismen und kann auch nicht zu den Eukaryoten gezählt werden“, sagt Dr. Devos, der mit Rachel Santarella-Mellwig vom Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie zusammengearbeitet hat.

Filmmaterial im Internet: http://www.bork.embl.de/~devos/project/apache/htdocs/plancto/g3d/

Weitere Informationen im Internet: http://www.cos.uni-heidelberg.de/index.php/j.wittbrodt/d.devos

Originalpublikation:
Santarella-Mellwig R, Pruggnaller S, Roos N, Mattaj IW, Devos DP (2013) Three-Dimensional Reconstruction of Bacteria with a Complex Endomembrane System. PLoS Biol 11(5): e1001565. doi:10.1371/journal.pbio.1001565
Kontakt:
Dr. Damien Devos
Centre for Organismal Studies (COS)
Telefon (06221) 54-6254
devos@cos.uni-heidelberg.de
Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Marietta Fuhrmann-Koch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aus-Schalter für Nebenwirkungen
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Ein Fall von „Kiss and Tell“: Chromosomales Kissing wird fassbarer
22.06.2018 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

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

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

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