Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Selbstmordgefährdete Bakterien

11.03.2013
Freiburger Biologen untersuchen Einzeller, die sich manchmal selbst mit einem Toxin vergiften

Das Cyanobakterium Synechocystis stellt Toxine her, die oftmals zu seinem eigenen Untergang führen. Die Biologen Stefan Kopfmann und Prof. Dr. Wolfgang Hess von der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg haben die Logik ergründet, die diesem Mechanismus zugrunde liegt.


Eine typische Flüssigkultur des Cyanobakteriums Synechocystis
Fotograf: Stefan Kopfmann

Ihre Forschungsergebnisse wurden in dem renommierten Fachmagazin „Journal of Biological Chemistry“ (JBC) und der Zeitschrift der „Public Library of Science“ (PLoS ONE) veröffentlicht.

Das Cyanobakterium Synechocystis produziert mehrere Toxine, die jedoch meist nicht aktiv werden können. Der Einzeller stellt sie normalerweise nur zusammen mit einem Antitoxin her, das die giftige Wirkung neutralisiert. Dahinter steckt ein genetischer Trick der Natur: Die Gene für Gift und Gegengift befinden sich zusammen auf einem Plasmid, also auf einem DNA-Fragment, das unabhängig vom eigentlichen Bakterienchromosom existiert. Das Antitoxin ist, im Gegensatz zum Toxin, nur wenig stabil. Wenn eine Zelle bei einer Teilung das Plasmid verliert, gehen beide Gene verloren. Da aber das Toxin stabiler ist als das Antitoxin und seine Wirkung deshalb länger vorhält, sterben solche Zellen ab. Somit stellen die Toxin-Antitoxin-Paare einen natürlichen Selektionsmechanismus dar, der dafür sorgt, dass nur diejenigen Zellen überleben, die das betreffende Plasmid behalten.

Das Plasmid pSYSA des Cyanobakteriums Synechocystis besitzt nicht nur eins, sondern sieben verschiedene solcher Systeme. Es ist also gut abgesichert. Der Grund: Auf dem Plasmid pSYSA befindet sich neben den Genen für die sieben Toxin-Antitoxin-Paare die genetische Information für ein bakterielles Immunsystem. Wenn das Plasmid mit diesem System bei einer Zellteilung abhanden kommt, sorgen deshalb gleich mehrere Giftstoffe für den Tod des Bakteriums. Die Existenz eines solchen Immunsystems in Bakterien ist ein Forschungsresultat aus jüngster Zeit. Dass die dafür verantwortlichen Gene mit einer hohen Anzahl von Toxin-Antitoxin-Paaren kombiniert sind, belegt die besondere Bedeutung dieses Systems für die cyanobakterielle Zelle.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert das Projekt mit einer Sachbeihilfe und im Rahmen der Forschergruppe „Unravelling the Prokaryotic Immune System“.

Originalveröffentlichungen:
http://www.jbc.org/content/early/2013/01/15/jbc.M112.434100.abstract
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0056470
Kontakt:
Prof. Dr. Wolfgang R. Hess
Geschäftsführender Direktor des Instituts für Biologie III
Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-2796
E-Mail: wolfgang.hess@biologie.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | Uni Freiburg im Breisgau
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Warum Fresszellen in gesundem Gewebe fasten
15.11.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Tropische Bäume in den Anden weichen dem Klimawandel aus
15.11.2018 | Georg-August-Universität Göttingen

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: Eine kalte Supererde in unserer Nachbarschaft

Der sechs Lichtjahre entfernte Barnards Stern beherbergt einen Exoplaneten

Einer internationalen Gruppe von Astronomen unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg ist es gelungen, beim nur sechs Lichtjahre...

Im Focus: Mit Gold Krankheiten aufspüren

Röntgenfluoreszenz könnte neue Diagnosemöglichkeiten in der Medizin eröffnen

Ein Präzisions-Röntgenverfahren soll Krebs früher erkennen sowie die Entwicklung und Kontrolle von Medikamenten verbessern können. Wie ein Forschungsteam unter...

Im Focus: Ein Chip mit echten Blutgefäßen

An der TU Wien wurden Bio-Chips entwickelt, in denen man Gewebe herstellen und untersuchen kann. Die Stoffzufuhr lässt sich dabei sehr präzise dosieren.

Menschliche Zellen in der Petrischale zu vermehren, ist heute keine große Herausforderung mehr. Künstliches Gewebe herzustellen, durchzogen von feinen...

Im Focus: A Chip with Blood Vessels

Biochips have been developed at TU Wien (Vienna), on which tissue can be produced and examined. This allows supplying the tissue with different substances in a very controlled way.

Cultivating human cells in the Petri dish is not a big challenge today. Producing artificial tissue, however, permeated by fine blood vessels, is a much more...

Im Focus: Optimierung von Legierungswerkstoffen: Diffusionsvorgänge in Nanoteilchen entschlüsselt

Ein Forschungsteam der TU Graz entdeckt atomar ablaufende Prozesse, die neue Ansätze zur Verbesserung von Materialeigenschaften liefern.

Aluminiumlegierungen verfügen über einzigartige Materialeigenschaften und sind unverzichtbare Werkstoffe im Flugzeugbau sowie in der Weltraumtechnik.

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Können Roboter im Alter Spaß machen?

14.11.2018 | Veranstaltungen

Tagung informiert über künstliche Intelligenz

13.11.2018 | Veranstaltungen

Wer rechnet schneller? Algorithmen und ihre gesellschaftliche Überwachung

12.11.2018 | Veranstaltungen

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

Elektronische Haut zeigt Weg nach Norden - HZDR-Forscher verleihen Menschen mit Sensoren Magnetsinn

15.11.2018 | Informationstechnologie

Tropische Bäume in den Anden weichen dem Klimawandel aus

15.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

Massiver Meteoriten-Einschlagskrater entdeckt

15.11.2018 | Geowissenschaften

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