Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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Chemische Kommunikation

Organismen stehen in ständigem Austausch mit Ihrer Umwelt. Eine wichtige Rolle dabei spielen chemische Substanzen, die der Kommunikation zwischen den verschiedensten Organismen (Pflanzen, Insekten und andere Tiere, Mikroorganismen in allen denkbaren Kombinationen) dienen. Wir interessieren uns für chemischen Strukturen dieser Substanzen und ihre biologischen Wirkungen.


Quorum-Sensing-Signalstoffe aus Cyanobakterien

Unter „Quorum-Sensing“ versteht man die Fähigkeit von Bakterien, die Zelldichte in ihrer Umgebung wahrzunehmen und die Expression von Genen dadurch den aktuellen Lebensumständen angemessen kontrollieren zu können. Dies ermöglicht Bakterien, eine Art soziales Verhalten zu zeigen, um Vorteile gegenüber Konkurrenten zu erlangen, neue ökologische Nischen zu besetzen oder das Überleben der Population zu sichern. Die Hemmung der Quorum-Sensing (QS) Systeme in krankheitserregenden Bakterien wird als eine neue, vielversprechende Strategie für die Antivirulenz-Therapie diskutiert, da viele Krankheitserreger QS nutzen, um die Expression von Virulenzfaktoren oder die Bildung von Biofilmen zu regulieren.

Chromobacterium in MTP

Chromobacterium in MTP

Obwohl Cyanobakterien als eine reiche Ressource für neue, bioaktive Substanzen Aufmerksamkeit erlangt haben, ist noch wenig über QS bei Cyanobakterien und die Bildung von Substanzen, die möglicherweise mit dem QS anderer Bakterien wechselwirken können, bekannt. Deshalb suchen wir nach Naturstoffen aus Cyanobakterien, die solche Wechselwirkungen vermitteln können. Diese Substanzen werden isoliert und hinsichtlich ihrer biologischen Aktivität charakterisiert (z.B. Ermittlung der Zielstrukturen in den QS Systemen anderer Bakterien). Wir wollen damit nicht nur die Kommunikation zwischen Bakterien besser verstehen lernen, sondern auch neue Substanzen finden, die als Leitstrukturen für die Entwicklung von antivirulent wirkenden Arzneistoffen dienen können.

Dieses Projekt wird von Tomasz Chilczuk bearbeitet und wurde vor unserem Umzug an die Universität Halle-Wittenberg von der DFG gefördert (GRK 1708).


Interaktion von Cyanobakterien mit Pflanzen

Hormogonien sind motile Filamente von Cyanobakterien der Ordnungen Nostocales und Stigonematales. Da sie die "beweglichen Formen" der Cyanobakterien sind, werden sie z.B. unter ungünstigen Umweltbedingungen ausgebildet, so dass das Cyanobakterium in der Lage ist, sich in eine angenehmere Umgebung zu bewegen. Hormogonien spielen auch eine große Rolle bei der Bildung von Symbiosen zwischen Cyanobakterien und Pflanzen, in denen die Cyanobakterien als stickstofffixierende Partner agieren. Pflanzen scheiden einen hormogonien-induzierenden Faktor (HIF) in ihre Wurzelumgebug aus, der Cyanobakterien in ihre motile Form umwandelt. Die Hormogonien wandern in die Pflanze ein und werden dort dann von der Pflanze festgehalten, indem ein hormogonien-repressierender Faktor (HRF) die Cyanobakterien an der erneuten Bildung von Hormogonien hindert. Obwohl dieser Prozess große globale ökologische Bedeutung hat, sind die beiden in diese Interaktion involvierten Faktoren und ihre Wahrnehmung durch das Cyanobakterium noch nicht bekannt.

Dieses Projekt wird von Steffen Breinlinger bearbeitet.

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