Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Parasit schont seinen Wirt

10.07.2018

Pharmazeuten der Universität Jena entdecken konvergente Evolution bei genomischen Parasiten

Parasitismus ist eine absolut einseitige Lebensform. Der Schmarotzer bereichert sich auf Kosten seines Wirtes und schädigt diesen nicht selten so sehr, dass er abstirbt. Trotz dieser ungerechten Ausgangssituation ist das Phänomen weit verbreitet.


Multizellulärer Fruchtkörper der Amöbe Dictyostelium discoideum.

Foto: Thomas Winckler/FSU

Sogar in den Erbanlagen eines Organismus, in seinem Genom, können wir es finden. Bestimmte DNA-Sequenzen, sogenannte mobile genetische Elemente, infiltrieren solche Zellen und vermehren sich darin eigennützig.

In der Regel verbreiten sich die neuen Kopien dieser Elemente dabei uneingeschränkt im Genom und springen häufig in die Gene der Zelle und zerstören sie so. Pharmazeuten der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben nun aber herausgefunden, dass die Parasiten unter Umständen auf ganz unterschiedliche Weise auch Rücksicht auf ihren Wirt nehmen – im eigenen Interesse natürlich.

Die Wissenschaftler untersuchten dabei die Ausbreitung der mobilen Elemente im Genom der Amöbe Dictyostelium discoideum, in dem es den Parasiten schnell zu eng werden kann.

„Im Gegensatz etwa zum Genom des Menschen, das nur zu etwa zwei Prozent aus Genen besteht, ist das der Amöbe hundertfach kleiner und sehr dicht mit Genen besetzt“, erklärt Prof. Dr. Thomas Winckler vom Institut für Pharmazie der Universität Jena. „Es besteht zu zwei Dritteln aus Genen, weshalb die Parasiten hier nur sehr begrenzt Raum haben, um sich auszubreiten.“

Weil das Amöben-Genom haploid ist, das heißt, das Genom ist nur einfach vorhanden, stirbt die Wirtszelle, sobald die mobilen Elemente in überlebenswichtige Gene springen und diese dadurch zerstören. Die Parasiten entzögen sich also relativ schnell ihre eigene Lebensgrundlage. Für sie herrscht somit ein enormer evolutionärer Druck, für dieses Problem eine Lösung zu finden.

Schonende Ausbreitung

Deshalb haben sie einen molekularen Mechanismus entwickelt, durch den sie sich zellschonend ausbreiten können. „Wir haben während unserer Forschung festgestellt, dass ein mobiles Element an ganz bestimmte Stellen im Genom springt und sich somit dorthin ausbreitet, wo es keinen Schaden anrichten kann“, sagt Winckler.

„Genau diese Stellen wählen ähnliche Parasiten auch im Genom der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae – allerdings wird hier ein anderer Mechanismus angewandt, um die richtige Stelle zu identifizieren.“

Für die Jenaer Pharmazeuten steht deshalb fest: Hier liegt ein Fall von konvergenter Evolution vor. Das bedeutet, dass zwei nicht verwandte Organismen unabhängig voneinander und unter verschiedenen äußeren Einflüssen das gleiche Problem mit ähnlichen Entwicklungen lösen. Dass dieses Phänomen auch bei solchen mobilen Elementen auftaucht, war bisher nicht bekannt. Zum einen sieht Thomas Winckler deshalb in den aktuellen Ergebnissen eine gute Grundlage für weitere Forschung rund um die Parasiten in Genomen.

Zum anderen bieten sich hier möglicherweise auch Ansatzpunkte für die Weiterentwicklung medizinischer Methoden. „Ein Ziel in der Gentherapie von Erbkrankheiten ist es, zum Ausgleich defekter Gene eines Patienten eine zusätzliche intakte Kopie in das Genom von Patientenzellen hineinzubringen“, sagt der Jenaer Pharmazeut. „Vielleicht sind die mobilen Elemente hierbei als Fähre geeignet, die noch zielgerichteter ganz bestimmte Stellen im Genom ansteuern können.“ Um das herauszufinden, bedarf es allerdings noch weiterer Forschung.

Original-Publikation:
Eva Kling, Thomas Spaller, Jana Schiefner, Doreen Bönisch, Thomas Winckler (2018): Convergent evolution of integration site selection upstream of tRNA genes by yeast and amoeba retrotransposons. Nucleic Acids Research, DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gky582

Kontakt
Prof. Dr. Thomas Winckler
Institut für Pharmazie der Universität Jena
Semmelweisstraße 10, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949841
E-Mail: t.winckler[at]uni-jena.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-jena.de

Sebastian Hollstein | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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