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02.02.2018 10:00

Peroxisomen beim Toxoplasmose-Erreger nachgewiesen: Möglicher Angriffspunkt für eine Bekämpfung

Christian Engel Stabstelle Presse und Kommunikation
Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH

    Das Peroxisom ist ein Organell der eukaryotischen Zelle. Ihre wichtigste Aufgabe ist die Entgiftung der Zelle durch den Abbau von hochreaktivem Wasserstoffperoxid. Ursprünglich besaßen alle Eukaryoten ein Peroxisom, einige Einzeller haben es als Anpassung an ihre parasitäre Lebensweise wieder verloren. Davon ging man auch beim Erreger der Toxoplasmose aus. DSMZ-Wissenschaftler konnten nun nachweisen, dass Peroxisomen auch bei Toxoplasma gondii und nahe verwandten Arten vorkommen. Die Ergebnisse tragen dazu bei, Ursprung und Biologie dieser Gruppe von Organismen besser zu verstehen und könnten langfristig helfen, alternative Ansatzpunkte für die Therapie des Krankheitserregers zu finden.

    Das Peroxisom wurde nach dem Zellkern, den Chloroplasten und den Mitochondrien als letztes Organell der eukaryotischen Zelle entdeckt. Seine bekannteste Funktion ist die Entgiftung der Zelle durch den Abbau von hochreaktivem Wasserstoffperoxid. Ursprünglich besaßen alle Eukaryoten ein Peroxisom, einige Einzeller wie etwa der Malaria-Erreger Plasmodium falciparum haben es als Anpassung an ihre parasitäre Lebensweise aber wieder verloren. Davon ging man bisher auch beim nahe verwandten Erreger der Toxoplasmose - einer Krankheit, die während der Schwangerschaft schwerste Schäden beim ungeborenen Kind verursachen kann - aus.

    Dr. Jörn Petersen und sein Team vom Leibniz-Institut DSMZ, der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen in Braunschweig, konnten nun nachweisen, dass entgegen der bisherigen Annahme Peroxisomen auch bei Toxoplasma gondii und weiteren nahe verwandten Arten vorkommen. „Unsere Ergebnisse tragen dazu bei, den Ursprung und die Biologie dieser Gruppe von Organismen besser zu verstehen. Langfristig könnten sie helfen, alternative Ansatzpunkte für die Therapie des Krankheitserregers zu finden“, erläutert Petersen.

    Ausgangspunkt der Studie war die Etablierung und der Vergleich von Transkriptomen, also der Gesamtheit aller aktiven Gene, bei einer Gruppe einzelliger Eukaryoten (Alveolata), die neben Toxoplasma (Apicomplexa) auch die Dinoflagellaten (Dinophyta) und die Wimperntierchen (Ciliata) umfasst. Während das Peroxisom bereits vor über 50 Jahren in den Ciliaten entdeckt wurde, konnte die Wissenschaftler mittels vergleichender Genomanalytik die Präsenz dieses Organell nun erstmals in den beiden anderen Gruppen nachweisen.

    Im Mittelpunkt standen die Algen Chromera velia und Vitrella brassicaformis, zwei sehr nahe Verwandte von Plasmodium und Toxoplasma. Im Unterschied zu den parasitischen Krankheitserregern, kommen diese freilebend im Ozean vor und sind damit für die Forschung deutlich leichter zugänglich. „Manchmal kann es einfacher sein, nahe Verwandte von Krankheitserregern zu untersuchen als diese selbst“, sagt Petersen. Aufgrund ihres ursprünglichen Peroxisoms ist die Alge Vitrella ein vielversprechender Modellorganismus um die Funktion dieses Organells im Toxoplasmose-Erreger zu verstehen.

    Mit der vorliegenden Studie belegt die DSMZ ihre Forschungs-Kompetenz auch auf dem Gebiet der Protisten. Die DSMZ hat 2016 ihre mikrobiologische Sammlung erweitert und archiviert seitdem auch diese einzelligen Eukaryoten.

    Originalartikel
    Ann-Kathrin Ludewig-Klingner, Victoria Michael, Michael Jarek, Henner Brinkmann, Jörn Petersen; Distribution and Evolution of Peroxisomes in Alveolates (Apicomplexa, Dinoflagellates, Ciliates), Genome Biology and Evolution, Volume 10, Issue 1, 1 January 2018, Pages 1–13,
    https://doi.org/10.1093/gbe/evx250

    Wissenschaftlicher Kontakt
    PD Dr. Jörn Petersen
    Abteilung Protisten und Cyanobacterien (PuC)
    Tel.: 0531 2616-209
    E-Mail: joern.petersen@dsmz.de

    Pressekontakt
    Christian Engel
    Leiter Presse und Kommunikation
    Telefon: 0531 2616-300
    E-Mail: christian.engel@dsmz.de

    Über das Leibniz-Institut DSMZ
    Das Leibniz-Institut DSMZ – Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH ist eine Einrichtung der Leibniz-Gemeinschaft und mit seinen umfangreichen wissenschaftlichen Services und einem breiten Spektrum an biologischen Materialien seit Jahrzehnten weltweiter Partner für Forschung und Industrie. Als einem der größten biologischen Ressourcenzentren seiner Art wurde der DSMZ die Übereinstimmung mit dem weltweit gültigen Qualitätsstandard ISO 9001:2008 bestätigt. Als Patenthinterlegungsstelle bietet die DSMZ die bundesweit einzigartige Möglichkeit, biologisches Material nach den Anforderungen des Budapester Vertrags aufzunehmen. Neben dem wissenschaftlichen Service bildet die sammlungsbezogene Forschung das zweite Standbein der DSMZ. Die Sammlung mit Sitz in Braunschweig existiert seit 48 Jahren und beherbergt mehr als 56.000 Kulturen und Biomaterialien. Die DSMZ ist die vielfältigste Sammlung weltweit: Neben Pilzen, Hefen, Bakterien und Archaea werden dort auch menschliche und tierische Zellkulturen sowie Pflanzenviren und pflanzliche Zellkulturen erforscht und archiviert. www.dsmz.de

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    Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 91 selbständige Forschungseinrichtungen. Ihre Ausrichtung reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute widmen sich gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevanten Fragen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Forschung, auch in den übergreifenden Leibniz-Forschungsverbünden, sind oder unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an. Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer, vor allem mit den Leibniz-Forschungsmuseen. Sie berät und informiert Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Einrichtungen pflegen enge Kooperationen mit den Hochschulen – u.a. in Form der Leibniz-WissenschaftsCampi, mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 18.600 Personen, darunter 9.500 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei mehr als 1,7 Milliarden Euro.


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Biologie
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


    REM-Aufnahme von Vitrella brassicaformis, einer photoautotrophen Verwandten der Toxoplasmose- und Malaria-Erreger. Sporangien und vegetative Zellen sind blau, bzw. rot eingefärbt.


    Zum Download

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