Mischkultur

Winzige Bodyguards - Helferbakterien stoppen und entwaffnen Krankheitserreger

Das Bakterium Pseudomonas tolaasii löst die Braunfleckenkrankheit beim Zuchtchampignon aus und sorgt für erhebliche Ernteverluste. Der vom Erreger gebildete Wirkstoff Tolaasin schädigt die Zellmembran der Pilze, sodass die Zellen absterben. Doch der Pilz hat Unterstützer, die ihn widerstandsfähig machen: Bakterien der Gattung Mycetocola inaktivieren das toxische Tolaasin und einen weiteren Wirkstoff, der der Beweglichkeit und Verbreitung des Erregers dient. Ein Forscherteam aus Jena um Christian Hertweck, stellvertretender Direktor des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut, nahm den molekularen Mechanismus der mikrobiellen Dreiecksbeziehung näher unter die Lupe. Das dabei entdeckte Schutzprinzip könnte Vorbild für Anwendungen in der Landwirtschaft oder Medizin sein. Damit könnte die schonende Schädlingsbekämpfung in der Nahrungsmittelproduktion vorangetrieben werden. Anstelle von Antibiotika könnten die Helferbakterien oder deren Enzyme gezielt dafür eingesetzt werden, die Pilzkulturen vor der Braunfleckenkrankheit zu schützen. Eine Zukunftsvision wäre aber auch das Design von Helferbakterien für den Einsatz in der Medizin. Für die Untersuchungen wurde eine ganze Palette moderner chemischer und bioinformatischer Analysenmethoden angewendet, darunter metabolisches Profiling und bildgebende Massenspektrometrie. Bild: Mischkultur aus dem Pilzpathogen Pseudomonas tolaasii und dem Helferbakterium Mycetocola tolaasinivo, Leibniz-HKI.

DOI: org/10.1073/pnas.2006109117

Termine

  • 07.12.2020 - 09.12.2020

    4th International Conference on Global Food Security
    Konferenz wird virtuell durchgeführt

  • 11.12.2020 - 15.12.2020

    11th World Biomaterials Congress
    Konferenz wird virtuell durchgeführt

  • 24.12.2020 - 25.12.2020

    International Conference on Computational Cell Biology
    Konferenz wird virtuell durchgeführt

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Während in der klassischen Mikroskopie die Zellen fixiert werden müssen, was Zerstörungen und Artefakte mit sich bringt, können mit Fluoreszenz-basierten Mikroskopiemethoden, z. B. der laser scanning-Mikroskopie, lebende Zellen viel realistischer beobachtet werden. Dabei wird der Erkenntnisgewinn enorm erweitert, da nicht nur eine exakte Lokalisation von spezifischen Proteinen oder Nukleinsäuren in der Zelle bestimmt werden kann, sondern auch deren Bewegungen und Interaktionen in einer intakten, lebenden Zelle. Durch die resolution Evolution, bei der die Auflösungsgrenze drastisch nach unten verschoben wurde, z. B. mit der stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM), können sogar einzelne Moleküle in lebenden Zellen erfasst werden. Jan Schlegel und Markus Sauer zeigen in ihrem Beitrag, wie man mit der 3D-Gitter-Lichtblatt-dStorm-Technologie die Verteilung des Adhäsionsrezeptors CD56 in der Plasmamembran visualisieren kann. Anne Schlaitz wendet die konfokale laser scanning-Methode an, um in lebenden Zellen die Dynamik des ERs während der Mitose zu erforschen. Tobias Becker und Pavel Kielkowski stellen in ihrem Artikel eine Pronukleotid-Sonde für das in situ fluorescence Imaging zur Identifizierung und Beobachtung von AMPylierten Proteinen vor. Hintergrundbild: Sich teilende HeLa-Zellen unter dem Lichtmikroskop. Chromosomen im Zellnukleus (lila), Mikrotubuli im Zellskelett (Tubulin, grün) und Aktin (rot) sind erkennbar. Bild: Kevin Mackenzie, University of Aberdeen, Wellcome Collection, https://wellcomecollection.org/works/vjq5c26rCC unter der Lizenz BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0.

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