Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pilz bekämpft Flöhe und Zecken

10.10.2012
Forscher decken Identität eines Insektizid-produzierenden Pilzes auf

Ein Team von Wissenschaftlern aus Spanien, Frankreich und Deutschland hat ein 20 Jahre altes Rätsel gelöst: Es hat den Pilz identifiziert, der eine Klasse von Insektiziden herstellt, die sogenannten Nodulisporsäuren. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler um Prof. Marc Stadler, Leiter der Arbeitsgruppe „Mikrobielle Wirkstoffe“ am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI), in der Fachzeitschrift PLOS ONE.


Die Pflanze Bontia daphnoides beherbergt den Schlauchpilz Hypoxylon pulicicidum – derselbe Pilz, den Forscher auf Martinique fanden.

M. Stadler / HZI

Die Methoden, die bei der Identifikation von Hypoxylon pulicicidum angewandt wurden, könnten sich - so hofft Stadler - künftig für die Entdeckung neuer Antibiotika einsetzen lassen.

Sogenannte endophytische Pilze, die jahrelang unerkannt in Pflanzengewebe leben können, ohne ihren Wirten Schaden zuzufügen, werden seit Jahren bevorzugt untersucht, um neue Wirkstoffe und andere Produkte für den Einsatz in der Biotechnologie zu finden. Ihre Ökologie und ihre Lebenszyklen sind noch weitgehend unerforscht.

In einem solchen endophytischen Pilz entdeckten Forscher des Pharma-Unternehmens Merck im Jahr 1992 die Nodulisporsäuren. Der Pilz kommt in der Pflanze Bontia daphnoides vor und produziert ein außergewöhnlich starkes Insektizid.
Nodulisporsäuren wirken auf eine bemerkenswerte Weise: Sie beeinträchtigen Kanäle in den Nervenzellen von Insekten und Zecken, was die Zellen lähmt und tötet. Für Säugetiere sind sie jedoch unbedenklich. Chemiker bei Merck haben aus diesen natürlichen Pilzmolekülen den Prototyp eines monatlich anzuwendenden Floh- und Zecken-Mittels für Hunde und Katzen entwickelt. Die Wissenschaftler bei Merck suchten nach weiteren Stämmen und fanden mehrere insektentötende endophytische Pilze verstreut in Pflanzen in Afrika, der Karibik, Südamerika und auf Inseln im Indischen Ozean.

Die Identität des Insektizidproduzenten war ein Rätsel: Sein Aussehen und sein genetischer Fingerabdruck wiesen auf die Zugehörigkeit zur Gattung Hypoxylon hin, einer immens artenreichen Gruppe Holz zersetzender Schlauchpilze. Allerdings konnte der Endophyt keiner bekannten Art von Hypoxylon zugeordnet werden.

Der französische Forscher Jacques Fournier fand während einer Expedition auf Martinique einen ungewöhnlichen Pilz. Er kultivierte und untersuchte ihn zusammen mit HZI-Forscher Stadler und Dr. Derek Peršoh von der Universität Bayreuth. Bald vermuteten die Wissenschaftler, dass es sich bei dem neuen Pilz um das geschlechtliche Fortpflanzungsstadium der Nodulisporsäure-Produzenten handelt.

Im Zuge einer internationalen Zusammenarbeit mit der Fundación MEDINA verglichen spanische Wissenschaftler den Hypoxylon aus Martinique mit dem ursprünglich gefundenen Nodulisporsäuren produzierenden Pilz. Das Ergebnis: Das auf Martinique gefundene Exemplar und der von Merck für die Produktion der Insektizide genutzte endophytische Pilz waren tatsächlich genetisch, morphologisch und chemisch identisch. Obwohl man weltweit bereits weit über hundert Hypoxylon Arten kennt, hatte man auf Martinique eine neue Art gefunden. Diese trägt nun den passenden Namen Hypoxylon pulicicidum, die „Floh-tötende Kohlenbeere“.

Vermutlich blieb diese neue Art so lange unbemerkt, weil sie der viel häufiger vorkommenden Art Hypoxylon investiens ähnelt. Ihre genetischen Fingerabdrücke und das Spektrum der von ihr gebildeten Wirkstoffe sind dagegen einzigartig.

Ein Vergleich mit Gensequenzen, die in öffentlichen Internet-Datenbanken hinterlegt sind, zeigte: Auch andere Forscher waren, ohne es zu wissen, auf dieselben Pilze gestoßen, die in tropischen Pflanzen oder sogar als Sporen in tropischen Luftproben vorkommen. Sie hatten jedoch die insektentötenden Eigenschaften nicht erkannt und die Pilze zum Großteil nicht einmal kultiviert.

„Dies ist wirklich eine spannende Entdeckung. Wir wissen nun, wie der Pilz aussieht. Das bedeutet, dass wir in einen Tropenwald gehen und den Nodulisporsäure-Produzenten finden können, indem wir Hypoxylon pulicicidum auf Totholz ausmachen. Wir müssen nicht erst Tausende von Pilzen im Inneren von Pflanzen durchsuchen“, kommentiert Dr. Gerald Bills von der Fundación MEDINA die Entdeckung. Bills fügt hinzu: „Über mehrere Jahre hat man angenommen, dass in Bäumen endophytisch wachsende Pilze insektentötende Substanzen produzieren und dadurch die Bäume vor den Insekten schützen könnten. Zu wissen, wie dieser Pilz sich fortpflanzt und ausbreitet, gibt uns die Möglichkeit, diese Theorie in der Natur zu überprüfen. Denkbar ist, junge Bäume mit diesem Pilz zu impfen und sie so vor Insektenschäden zu schützen.“
Stadler fügt hinzu „Wir haben in den letzten Jahren Tausende von Exemplaren dieser Familie der Schlauchpilze gesammelt und als Modellbeispiele untersucht. Dabei haben wir überprüft, inwieweit ihre genetischen Fingerabdrücke Aufschluss über das Profil der von ihnen hergestellten Wirkstoffe geben. Nur dadurch konnten wir jetzt den Pilz finden, der die Nodulisporsäuren produziert. Auch in Zukunft benötigen wir verstärkt die internationale und interdisziplinäre Zusammenarbeit von Biodiversitätsforschern, Feldbiologen, Chemikern und Biotechnologen.“ Auch viele Antibiotika und andere Wirkstoffe mit medizinischem Potenzial stammen ursprünglich aus Pilzen. Deshalb hofft Stadler: „Die eingesetzten Methoden könnten uns künftig helfen, die Produzenten der nächsten Generation von Antibiotika und Anti-Krebs-Mitteln zu finden.“

Originalpublikation:
Gerald F. Bills, Victor González-Menéndez, Jesús Martin, Gonzalo Platas, Jacques Fournier, Derek Peršoh, Marc Stadler
Hypoxylon pulicicidum sp. nov. (Ascomycota, Xylariales), a Pantropical Insecticide-Producing Endophyte
PLOS ONE 7(10) 2012, doi:10.1371/journal.pone.0046687
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0046687

Die Arbeitsgruppe „Mikrobielle Wirkstoffe“ am HZI erforscht von Mikroorganismen und Pilzen gebildete Wirkstoffe, die gegen Infektionskrankheiten eingesetzt werden könnten. Die zunehmende Resistenzentwicklung unterstreicht die Dringlichkeit der Suche nach neuen Wirkstoffen.

Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung:
Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern.

Dr. Birgit Manno | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-hzi.de
http://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/ansicht/article/complete/pilz_bekaempft_floehe_und_zecken/

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