Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Überraschung aus der Tiefsee

07.05.2015

Archaea gehören zusammen mit Bakterien zu den ersten Lebewesen auf der Erde. Es gab diese Mikroorganismen schon hunderte Millionen Jahre bevor sich die höheren Organismen, d.h. Pflanzen und Tiere, sog. Eukaryoten, entwickelten.

Ein internationales ForscherInnen-Konsortium um Christa Schleper vom Department für Ökogenomik und Systembiologie der Universität Wien hat nun bei der Analyse von tiefen Meeressedimenten eine Gruppe von Archaea entdeckt, die unmittelbare Verwandte der Eukaryoten sind: Ihre Gene zeigen überraschenderweise Ähnlichkeiten mit den Vorfahren der heutigen Eukaryoten auf. Die Ergebnisse der Studie erscheinen in der aktuellen Ausgabe von "Nature".


Hier wurden die Loki-Archaeota entdeckt: Am Meeresboden am Mittelatlantischen Rücken in der Nähe von den Hydrothermalquellen Loki's Castle.

Copyright: Centre for Geobiology, Bergen, Norway, by R.B. Pedersen

Wie entstanden die ersten eukaryotischen Zellen mit ihren Organellen, aus denen alle komplexeren Organismen hervorgegangen sind? Zu dieser fundamentalen Frage, die sehr kontrovers diskutiert wird, gibt es viele Hypothesen, aber nur wenige Antworten.

Es gilt heute als unumstritten, dass Bakterien von einer Vorläuferzelle aufgenommen wurden und hieraus die Mitochondrien, die energieliefernden Organellen der Eukaryoten, entstanden sind. Die Genomforschung zeigt auch, dass insbesondere Archaea eine wichtige Rolle in der Evolution der höheren Organismen spielten.

Hat also ein Ur-Archaeon ein Bakterium verschluckt und daraus formte sich die Mutterzelle aller Eukaryoten? "Dies wird tatsächlich von vielen Forschern heute angenommen", so Christa Schleper vom Department für Ökogenomik und Systembiologie der Universität Wien.

Einer der drei Stämme im "Baum des Lebens" gefällt

Mit der Entdeckung einer neuen Gruppe von Archaea, den Lokiarchaea, deren Genom nun erstmals aus einer Tiefseeprobe bestimmt und von einem ForscherInnen-Konsortium aus Wien, Bergen (Norwegen) und Uppsala (Schweden) entschlüsselt wurde, werden einige Fragen geklärt: In phylogenetischen Stammbäumen sind Lokiarchaea (benannt nach dem Gott Loki aus der nordische Mythologie) eine direkte Schwestergruppe der Eukaryoten innerhalb der Domäne der Archaea.

"Die ersten Vorläufer der Eukaryoten sind also tatsächlich direkt aus Archaea hervorgegangen und bilden nicht, wie früher angenommen, neben Bakterien und Archaea eine eigenständige primäre Domäne des Lebens", erklärt Schleper, Mit-Initiatorin der Studie.

Überraschungen im Genom

Außerdem zeigt das Genom der Lokiarchaea eine erstaunliche Komplexität. Es enthält die genetische Information für Proteine, die zuvor nur bei Eukaryoten bekannt waren: So zum Beispiel für viele Proteine, die den Membranumbau in Eukaryoten ermöglichen oder regulieren und auch für die Aufnahme von Organismen (Phagocytose) oder die Zellteilung verantwortlich sind.

Ebenso wurden Gene für "eukaryotische" Zytoskelettproteine (Aktin und Gelsolin) gefunden, welche die Form der Zellen beeinflussen und immer wieder verändern können. Genau diese Eigenschaften brauchte auch die frühe eukaryotische Urzelle oder das Ur-Archaeon, um ein Bakterium aufnehmen zu können. Somit stellen Lokiarchaeota eine Übergangsform dar, die bereits einen "starter kit" für die Entwicklung der komplexeren Zellen hat.

Viele offene Fragen

"Es ist fast so, als hätten wir soeben die Menschenaffen, also die nächsten lebenden Verwandten der Menschen entdeckt, die uns ja auch interessante Einblicke in unseren letzten gemeinsamen Vorfahren geben. Nur lebte der gemeinsame Vorfahre der Eukaryoten und Lokiarchaea nicht vor fünf Millionen Jahren, sondern bereits vor rund zwei Milliarden Jahren", so Christa Schleper: "Viele Fragen zur Lebensweise, Struktur und Vorkommen der Lokiarchaea bleiben aber derzeit leider noch unbeantwortet."

Publikation in "Nature":
Anja Spang, Jimmy H. Saw, Steffen L. Jørgensen, Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka, Joran Martijn, Anders E. Lind, Roel van Eijk ,Christa Schleper, Lionel Guy and Thijs J.G. Ettema: Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes
DOI: 10.1038/nature14447

Wissenschaftlicher Kontakt
Univ.-Prof. Dr. Christa Schleper
Archaea Biologie und Ökogenomik Division
Department für Ökogenomik und System Biologie
Universität Wien
1090 Wien, Althanstraße 14 (UZA I)
T +43-1-4277-764 31
christa.schleper@univie.ac.at

Rückfragehinweis
Mag. Alexandra Frey
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
M +43-664-602 77-175 33
alexandra.frey@univie.ac.at

Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 19 Fakultäten und Zentren arbeiten rund 9.700 MitarbeiterInnen, davon 6.900 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 92.000 nationale und internationale Studierende inskribiert. Mit über 180 Studien verfügt sie über das vielfältigste Studienangebot des Landes. Die Universität Wien ist auch eine bedeutende Einrichtung für Weiterbildung in Österreich. 1365 gegründet, feiert die Alma Mater Rudolphina Vindobonensis im Jahr 2015 ihr 650-jähriges Gründungsjubiläum. http://www.univie.ac.at

1365 gegründet, feiert die Alma Mater Rudolphina Vindobonensis im Jahr 2015 ihr 650-jähriges Gründungsjubiläum mit einem vielfältigen Jahresprogramm – unterstützt von zahlreichen Sponsoren und Kooperationspartnern. Die Universität Wien bedankt sich dafür bei ihren Kooperationspartnern, insbesondere bei: Österreichische Post AG, Raiffeisen NÖ-Wien, Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft, Stadt Wien, Industriellenvereinigung, Erste Bank, Vienna Insurance Group, voestalpine, ÖBB-Holding AG, Bundesimmobiliengesellschaft, Mondi. Medienpartner sind: ORF, Die Presse, Der Standard.

Stephan Brodicky | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Wissenschaftler entdecken neue Formen von Feldspat
01.06.2020 | Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY

nachricht Aufwärts mit dem „Blasen-Taxi“: Mikroorganismen vom Meeresgrund mischen in der Wassersäule bei Methanumsatz mit
27.05.2020 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Im Focus: Textilherstellung für Weltraumantennen startet in die Industrialisierungsphase

Im Rahmen des EU-Projekts LEA (Large European Antenna) hat das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in Münchberg gemeinsam mit den Unternehmen HPS GmbH und Iprotex GmbH & Co. KG ein reflektierendes Metallnetz für Weltraumantennen entwickelt, das ab August 2020 in die Produktion gehen wird.

Beim Stichwort Raumfahrt werden zunächst Assoziationen zu Forschungen auf Mond und Mars sowie zur Beobachtung ferner Galaxien geweckt. Für unseren Alltag sind...

Im Focus: Biotechnologie: Enzym setzt durch Licht neuartige Reaktion in Gang

In lebenden Zellen treiben Enzyme biochemische Stoffwechselprozesse an. Auch in der Biotechnologie sind sie als Katalysatoren gefragt, um zum Beispiel chemische Produkte wie Arzneimittel herzustellen. Forscher haben nun ein Enzym identifiziert, das durch die Beleuchtung mit blauem Licht katalytisch aktiv wird und eine Reaktion in Gang setzt, die in der Enzymatik bisher unbekannt war. Die Studie ist in „Nature Communications“ erschienen.

Enzyme – in jeder lebenden Zelle sind sie die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse und machen dort Reaktionen möglich. Genau diese...

Im Focus: Biotechnology: Triggered by light, a novel way to switch on an enzyme

In living cells, enzymes drive biochemical metabolic processes enabling reactions to take place efficiently. It is this very ability which allows them to be used as catalysts in biotechnology, for example to create chemical products such as pharmaceutics. Researchers now identified an enzyme that, when illuminated with blue light, becomes catalytically active and initiates a reaction that was previously unknown in enzymatics. The study was published in "Nature Communications".

Enzymes: they are the central drivers for biochemical metabolic processes in every living cell, enabling reactions to take place efficiently. It is this very...

Im Focus: Innovative Sensornetze aus Satelliten

In Würzburg werden vier Kleinst-Satelliten auf ihren Start vorbereitet. Sie sollen sich in einer Formation bewegen und weltweit erstmals ihre dreidimensionale Anordnung im Orbit selbstständig kontrollieren.

Wenn ein Gegenstand wie der Planet Erde komplett ohne tote Winkel erfasst werden soll, muss man ihn aus verschiedenen Richtungen ansehen und die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

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

Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen

29.05.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wald im Wandel

29.05.2020 | Agrar- Forstwissenschaften

Schwarzer Stickstoff: Bayreuther Forscher entdecken neues Hochdruck-Material und lösen ein Rätsel des Periodensystems

29.05.2020 | Materialwissenschaften

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