Neue Funktion der CRISPR-Genschere entdeckt – Protein-Schere aktiviert Verteidigungsfunktion

Bonn, 25. November 2022 – Seit einigen Jahren sorgt die Genschere CRISPR/Cas9 in Wissenschaft und Medizin für Furore. Ihren Ursprung hat dieses neue Werkzeug der Molekularbiologie in einem uralten, bakteriellen Immunsystem. Es schützt Bakterien vor einem Angriff sogenannter Phagen, also Viren, die Bakterien infizieren. Forschende des Instituts für Strukturbiologie am Universitätsklinikum Bonn (UKB) und die Medizinische Fakultät der Universität Bonn haben in Kooperation mit der Partneruniversität St Andrews in Schottland und des European Molecular Biology Laboratory in Hamburg nun eine neue Funktion der Genschere entdeckt. Die Studie wurde gestern in der Fachzeitschrift „Nature“ publiziert.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

Silikonschwamm spürt unbekannte Bakterien auf

Vom Darm bis zum Meeresgrund: Mikroorganismen bevölkern nahezu jeden Lebensraum. Für die Biotechnologie birgt die Vielfalt ihrer Überlebensstrategien großes Potenzial. Die Mehrheit dieser Organismen ist jedoch unbekannt, weil sie sich nicht kultivieren lassen. Um diese „Mikrobielle Dunkle Materie“ besser nutzbar zu machen, hat ein Forschungsteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) nun einen „Schwamm“ aus porösem, formbarem Silikon entwickelt. Eingebettet in einem Chip saugt sich das Material mit den Mikroorganismen aus der Umgebung voll – die dann für die weitere Forschung zur Verfügung stehen. Die Ergebnisse wurden in ACS – Applied Material and Interfaces publiziert.

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Mit magnetischen Bakterien Tumore bekämpfen

Forschende der ETH Zürich möchten magnetische Bakterien zur Bekämpfung von Krebsgeschwüren nutzen. Sie haben nun einen Weg gefunden, wie die Mikroorganismen die Blutgefässwand gut durchdringen und anschliessend einen Tumor besiedeln können.

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Infektionsforschung: Antikörper verhindern Infektion von Zellen

An Bakterien der Art Bartonella henselae haben Forscherinnen und Forscher der Goethe-Universität Frankfurt, des Universitätsklinikum Frankfurt, des Paul-Ehrlich-Instituts in Langen und der Universität Oslo erstmals demonstriert, dass Antikörper gegen bestimmte Oberflächenproteine von bakteriellen Krankheitserregern deren Eindringen in Wirtszellen verhindern kann. Die Ergebnisse sind wichtig für die Entwicklung neuer Medikamente gegen hochresistente Infektionserreger.

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Bessere Anpassung: Bakterien können von fremdem Genmaterial profitieren

Bakterien tauschen genetische Information aus und erhöhen so ihre Anpassungsfähigkeit an wechselnde Umweltbedingungen

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Mehr als nur Bauchgefühl

Die Strömungsgeschwindigkeit in unserem Verdauungssystem bestimmt unmittelbar, wie gut die Nährstoffe vom Darm aufgenommen werden und wie viele Bakterien darin leben. Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) und der Technischen Universität München (TUM). Die Gruppe von Karen Alim deckte die physikalischen Mechanismen der Selbstregulation des Darms auf. Hierdurch kann die Nährstoffaufnahme optimiert und gleichzeitig das unerwünschte Bakterienwachstum begrenzt werden.

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Symbiotische Bakterien schützen Larven der Wollkäfer vor Krankheitserregern

Bakterien erzeugen antimykotische Verbindung, die Eier, Larven und Puppen vor Pilzinfektionen schützt – Bakteriengemeinschaft bleibt trotz Häutungen erhalten

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Gemeinsame Evolution: Darmmikroben und ihre Menschen

Das menschliche Darmmikrobiom umfasst Tausende verschiedener Bakterien und Archaeen, die sich zwischen Populationen und Individuen stark unterscheiden. Jetzt entdeckten Forschende des Max-Planck-Instituts für Biologie in Tübingen die gemeinsame Evolutionsgeschichte von Darmmikroben und ihren menschlichen Wirten: Die Mikroorganismen haben sich über Hunderttausende Jahre lang im menschlichen Darm parallel zum Menschen entwickelt. Darüber hinaus weisen einige Mikroben Merkmale in Funktionen und Erbgut auf, die sie abhängig von der menschlichen Darmumgebung machen. In Science stellt das Forschungsteam nun die Ergebnisse seiner Studie mit Daten von 1225 Personen aus Afrika, Asien und Europa vor.

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Rohstoffe aus der Lampe – Leschs Kosmos: Virales Recycling von Seltenen Erden aus Leuchtstofflampen

Es ist kein Geheimnis, dass die Rohstoffvorkommen auf der Erde begrenzt sind. Deshalb sind innovative Lösungen für das Recycling gefragt. Forscher*innen des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sie Seltene Erden aus Leuchtstofflampen zurückgewinnen können. Den Schlüssel liefern Bakteriophagen: Viren, die vor allem Bakterien infizieren. Durch die Kombination mit einem speziellen magnetischen Trennungsverfahren ist es den Forscher*innen gelungen, Rohstoffe gezielt aus Stoffgemischen herauszufiltern und wiederzuverwenden. Die ZDF-Wissenschaftsreihe Leschs Kosmos widmet sich dem Thema inder nächsten Folge am 6. September 2022.

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HSRW-Studie: Schützen Bodenbakterien vor schlechtriechender Wäsche?

Wenn frisch gewaschene Textilien schon muffig aus der Maschine kommen, sind dafür vor allem Bakterien verantwortlich, die in der Waschmaschine gute Wachstumsbedingungen vorfinden und zumeist beim Waschen mit niedrigen Temperaturen auch auf die Wäsche gelangen. Nun gibt es Hinweise darauf, warum das nicht unbedingt der Fall sein muss: Offenbar finden sich in einigen Waschmaschinen bestimmte Bakterien, die vor Geruch schützen. Gelänge es in Zukunft, diese Bakterien gezielt einzusetzen, könnte das Thema Wäschegeruch der Vergangenheit angehören.

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Marsstaub als Lebensgrundlage? Für bestimmte Bakterien kein Problem

Ein internationales Forschungsteam rund um ZARM-Wissenschaftler Dr. Cyprien Verseux hat eine Cyanobakterien-Unterart identifiziert, die für den Einsatz in einem biologischen Lebenserhaltungssystem, das Menschen ein Überleben auf dem Mars ermöglicht, am besten geeignet zu sein scheint. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Applied and Environmental Microbiology“ veröffentlicht.

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Am Puls der Gemeinschaft: Bakterien stimmen ab

Die Umwelt als Wahlurne: Je nachdem, wie es Zellen in Bakterienkolonien geht, geben sie Signalstoffe in schnellerem oder langsamerem Takt nach außen ab; auf diese Weise passen sie das Verhalten der Kolonie als Ganzes an ihre Wachstumsbedingungen an. Das hat ein Team aus der Mikrobiologie herausgefunden, indem es die Aktivität eines beteiligten Gens verfolgte. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Marburger Forschungszentrums SYNMIKRO, des Biozentrums der Universität Basel und der Universität Bonn berichten im Forschungsmagazin „Nature Communications“ über ihre Ergebnisse.

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Wasserabstoßung erster Schritt zum Leben an Land vor einer Milliarde Jahren

Koblenzer und Bonner Wissenschaftler konnten erforschen, wie sich die Fähigkeit, extrem Wasser abzuweisen – die in der Industrie tagtäglich eine große Rolle spielt – von bestimm-ten Bakterien bereits vor einer Milliarde Jahren über Grünalgen, Schleimpilze, Moose und Farne bis zu den Lotusblättern entwickelt hat. Bislang war man davon ausgegangen, dass diese Fähigkeit, die Superhydrophobie, erst vor 500.000 Jahren ausgebildet wurde.

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Der Allrounder Photorhabdus luminescens: Insektenpathogene Bakterien wirken auch gegen Pilzbefall

Einsatz von Nützlingen außer als Bioinsektizid auch als Biofungizid im Pflanzenschutz könnte zu einer nachhaltigen Landwirtschaft und besseren Nahrungsmittelversorgung beitragen

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Wie Darmbakterien im Menschen gedeihen

Ein Forschungsteam unter Leitung von Wissenschaftlerinnen des Max-Planck-Instituts für Biologie in Tübingen hat bedeutende Fortschritte erzielt in der Frage, wie Bakterien im menschlichen Darm gedeihen. Die Forschenden untersuchten, wie Bakterien Inositol-Lipide produzieren. Diese chemischen Stoffe sind für viele Zellprozesse bei Menschen und anderen Eukaryoten notwendig, wurden bislang aber selten in Bakterien beobachtet. Die nun in der Fachzeitschrift Nature Microbiology publizierten Ergebnisse deuten darauf hin, dass Inositol-Lipide Auswirkungen auf die Symbiose zwischen Bakterien und ihren Wirten haben.

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Zwei Erreger mit einer Klappe

Saarbrücker Forscher:innen optimieren Wirkstoffkandidaten gegen multiresistente Bakterien und Parasiten

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Wenn Mikroben übers Essen streiten

Man sieht sie mit bloßem Auge nicht, aber unser Waldboden ist übersät mit Mikroorganismen. Sie zersetzen herabfallendes Laub und verbessern damit die Bodenqualität und wirken dem Klimawandel entgegen. Doch wie stimmen diese Einzeller sich über ihre Aufgabenverteilung ab? Diesem bisher wenig verstandenen Prozess ist ein internationales Forschungsteam auf den Grund gegangen. Die Forschenden konnten zeigen, dass Bakterien beim Abbau von Laub chemische Verbindungen herstellen, die die Konkurrenten kontrollieren.

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In „Nature Communications“: Neue Erkenntnisse zu Photorezeptoren und biologischer Lichtsteuerung

Pflanzen, Pilze und Bakterien nehmen durch Photorezeptoren Blaulicht wahr. Licht setzt photochemische Reaktionen in Gang, die lebenswichtige Vorgänge in Zellen steuern. Forscher*innen der Universität Bayreuth haben jetzt entdeckt, dass bestimmte Rezeptoren ein bisher für unentbehrlich gehaltenes Glutamin nicht zwingend benötigen. Auch ohne dieses Glutamin kann Blaulicht in vielen Organismen entscheidende Steuerungssignale auslösen, wenn auch oft mit verminderter Effizienz. Die in „Nature Communications“ präsentierten Ergebnisse leisten einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Mechanismen von Photorezeptoren und ihren Anwendungen.

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Bakterien mit Aufnahmefunktion erfassen Darmgesundheit

Forschende der ETH Zürich, des Inselspitals und der Universität Bern statten Darmbakterien mit einer Datenlogger-Funktion aus und überwachen damit, welche Gene in den Bakterien aktiv sind. Die Mikroorganismen sollen dereinst auf nicht-invasive Weise Krankheiten diagnostizieren und die Gesundheitsauswirkungen einer Diät erfassen.

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Neue Hoffnung auf breit wirksamen Eintrittshemmer – Negativ geladenes Polymer wirkt gegen eine Vielzahl an Viren

Eine große Anzahl an Viren macht Mensch und Tier das Leben schwer. Während im Kampf gegen unterschiedliche Bakterien breit wirksame Medikamente eingesetzt werden, gibt es analog zu den Breitbandantibiotika bislang keine Substanzen, die gegen eine Vielzahl von Viren aktiv sind. Einem internationalen Forschungsteam ist es nun gelungen, das Polymer Polystyrolsulfonat (PSS) chemisch so zu optimieren, dass es für die antivirale Prophylaxe und die Behandlung von Virusinfektionen effektiv eingesetzt werden könnte – und zwar sowohl gegen SARS-CoV-2 und HIV-1, als auch gegen Zika-, Herpes- und Erkältungsviren. Die von den Unis Ulm und Aarhus geleiete Studie wude in Advanced Science veröffentlicht.

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Das ungenutzte Stickstoffreservoir

Konstanzer Forschungsteam entschlüsselt, wie Bakterien die Verbindung Guanidin als Quelle für Stickstoff nutzen

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Bakterielle Ribosomen: Molekularer Auffahrunfall aktiviert Schutzmechanismus

Was passiert, wenn die Proteinproduktion stockt, weil die Synthesemaschine, das Ribosom, steckenbleibt? LMU-Wissenschaftler zeigen, wie Bakterien den Fehler beseitigen.

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Bakterielle Fußfessel: Bewegungshemmende Wirkstoffe gegen den Magenkeim Helicobacter pylori

Helicobacter pylori ist einer der am weitesten verbreiteten bakteriellen Krankheitserreger und weltweit verantwortlich für jährlich hunderttausende Fälle von Magengeschwüren und Magenkrebs. Aufgrund von zunehmenden Resistenzen des Bakteriums gegen aktuell verfügbare und therapeutisch eingesetzte Antibiotika werden dringend neue Wirkstoffe benötigt. Einer Gruppe von Wissenschaftler:innen an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) ist es gelungen, Substanzen zu identifizieren, die die Fortbewegungsfähigkeit der Bakterien hemmen und damit ihrer Vermehrung und pathogenen Aktivität vorbeugen könnten.

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Bürstenzellen wittern Erreger und wehren sich

Die Gallenblase schützt sich vor Infektionen, indem spezialisierte Zellen rechtzeitig Substanzen aufspüren, die von bakteriellen Erregern ausgeschüttet werden; die Zellen sondern dann Stoffe ab, die Abwehrreaktionen der Gallenblase hervorrufen. Dieses Szenario schließt eine mittelhessische Forschungsgruppe aus Experimenten, mit denen sie erstmals untersucht hat, welche Funktion die Bürstenzellen der Gallenblase bei der Verteidigung ge-gen Bakterien erfüllt. Das Team um Professor Dr. Burkhard Schütz von der Philipps-Universität Marburg und Professor Dr. Wolfgang Kummer von der Justus-Liebig-Universität Gießen berichtet im Fachblatt „Science Immunology“ über ihre Ergebnisse.

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Wie Bakterien mit Speer-Kanonen feuern

Biologinnen und Biologen der ETH Zürich haben in zwei Bakterienarten speerähnliche molekulare Injektionssysteme entdeckt und erstmals deren Struktur beschrieben. Die Nanomaschinen dienen den Mikroben für die Wechselwirkung unter Zellen und könnten dereinst als Werkzeuge in der Biomedizin nützlich sein.

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