Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Proteinfabriken der Zelle bei der Selbstorganisation beobachten

08.06.2018

Elektronenmikroskopische Aufnahmen liefern wichtige Erkenntnisse über den Zusammenbau der Ribosomen

Berliner Forschern sind wichtige Momentaufnahmen des Aufbaus der zellulären Proteinfabriken gelungen. Die Ergebnisse ihrer Grundlagenforschung könnten den Weg zu einer neuen Klasse von Antibiotika aufzeigen. Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik haben die Studie im Fachjournal Molecular Cell* veröffentlicht.


Momentaufnahme des Selbstaufbaus einer bakteriellen 50S-Untereinheit. In diesem Stadium ähneln sich Vorläufer und reife 50S-Untereinheit bereits zu mehr als 95 Prozent.

Copyright: Nikolay/Charité

Ribosomen sind die Proteinfabriken der Zelle. Sie bestehen aus zwei Einheiten, der sogenannten 50S-Untereinheit und der kleineren 30S-Untereinheit. Die 50S-Untereinheit ist ihrerseits aus 33 verschiedenen Proteinen und 2 Ribonukleinsäuremolekülen zusammengesetzt. Ziel der Studie war es, detaillierte Informationen zu erhalten, wie diese vielen verschiedenen Moleküle in Bakterien zu einer funktionierenden 50S-Untereinheit zusammengesetzt werden.

Hierzu wurden die gereinigten Einzelbestandteile im Labor wieder zusammengebracht und beobachtet, wie sich aus diesem Gemisch die 50S-Untereinheit zusammenfügt. Dieses Verfahren wird als In-vitro-Rekonstitution bezeichnet. Die dreidimensionale Kryo-Elektronenmikrospie – eine Technik, deren Entwicklung 2017 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet wurde – lieferte hochaufgelöste „Schnappschüsse“ der einzelnen Stadien und verschiedenen Reifegrade der sich aufbauenden 50S-Untereinheit. Auf diese Weise ließen sich die Einzelschritte des Entstehungsprozesses auf molekularer Ebene nachvollziehen.

Dr. Rainer Nikolay vom Institut für Medizinische Physik und Biophysik der Charité über die Bedeutung der Studie: „Die Ergebnisse sind nicht nur wichtige Erkenntnisse für einen der essentiellen Prozesse im Inneren einer Zelle. Aus ihnen lassen sich auch Informationen über Angriffspunkte für neue antibakterielle Arzneimittel gewinnen.“

Derartige Wirkstoffe könnten den Zusammenbau der Ribosomen blockieren und damit die gesamte Produktion von Eiweißen in einem Bakterium zum Erliegen bringen. Das Wachstum der Bakterien ließe sich mit einem solchen Antibiotikum vollständig hemmen.

Ziel weiterer Forschungen wird es für Dr. Nikolay sein, zu überprüfen, ob sich eine 50S-Untereinheit in der lebenden Zelle genauso zusammenfügt, wie es hier außerhalb der Zelle beobachtet wurde: „Es gibt zahlreiche Hinweise aus der Literatur, dass die 50S-Bildung innerhalb einer Zelle und im Labor jeweils einen sehr ähnlichen Verlauf nimmt. Um diese Vermutung zu beweisen, entwickeln wir Methoden zur strukturellen Analyse von Vorläufern der 50S-Untereinheit, die wir direkt aus den Zellen gewinnen werden.“

Publikation:
*Nikolay R, Hilal T, Qin B, Mielke T, Bürger J, Loerke J, Textoris-Taube K, Nierhaus KH, Spahn CMT. Structural visualization of the formation and activation of the 50S ribosomal subunit during in vitro reconstitution. Molecular Cell 2018. DOI: 10.1016/j.molcel.2018.05.003.

Kontakt:
Dr. Rainer Nikolay
Institut für Medizinische Physik und Biophysik
Charité – Universitätsmedizin Berlin
t: +49 30 450 524 165
E-Mail: rainer.nikolay@charite.de

Links:
- Institut für Medizinische Physik und Biophysik
https://biophysik.charite.de/
- AG Kryo-Elektronenmikroskopie makromolekularer Maschinen
https://biophysik.charite.de/forschung/ag_kryo_elektronenmikroskopie/
- Originaltext der Publikation (Open Access bis 27.07.2018)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276518303538

Manuela Zingl | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Gold-Recycling
13.12.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Biobanken machen sich fit für die Forschung der Zukunft
13.12.2018 | TMF - Technologie- und Methodenplattform für die vernetzte medizinische Forschung e.V. (TMF)

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: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Im Focus: New Foldable Drone Flies through Narrow Holes in Rescue Missions

A research team from the University of Zurich has developed a new drone that can retract its propeller arms in flight and make itself small to fit through narrow gaps and holes. This is particularly useful when searching for victims of natural disasters.

Inspecting a damaged building after an earthquake or during a fire is exactly the kind of job that human rescuers would like drones to do for them. A flying...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

Show Time für digitale Medizin-Innovationen

13.12.2018 | Veranstaltungen

ICTM Conference 2019 in Aachen: Digitalisierung als Zukunftstrend für den Turbomaschinenbau

12.12.2018 | Veranstaltungen

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

Forschungsprojekt FastCharge: Ultra-Schnellladetechnologie bereit für die Elektrofahrzeuge der Zukunft

13.12.2018 | Energie und Elektrotechnik

GFOS-Innovationsaward 2019: Anmeldung ab sofort möglich

13.12.2018 | Förderungen Preise

Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

13.12.2018 | Informationstechnologie

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