Forscher der Uni Würzburg haben einen neuen Naturstoff entdeckt. Er gehört zur Klasse der Polyketide und kommt in Escherichia-coli-Bakterien vor. Dass die Darmbewohner zur Herstellung dieser Stoffgruppe in der Lage sind, war bisher unbekannt.Erstmals Polyketide in Coli-Bakterien gefunden<% image name="Polyketid" %><p>
<small> Auf dem Chromosom der Coli-Bakterien (o.) liegen die Gene der neu entdeckten bioaktiven Substanz. Diese kann die Zellteilung von Wirtszellen unterbinden. </small>
Escherichia coli sind friedliche Darmbewohner, treten aber auch in Varianten auf, die den Menschen in Gefahr bringen - etwa weil sie Blutvergiftungen auslösen oder die Harnwege infizieren. Das neu entdeckte Polyketid findet sich bei jeder der drei genannten Coli-Varianten. Wirkt es auf die Zellen höherer Organismen ein, lässt es deren DNA auseinanderbrechen. Das behindert die Zellteilung. Darin, so der Würzburger Forscher Jörg Hacker, lasse sich zum einen eine Schädigung des Erbguts und der Zelle sehen, verbunden mit einem höheren Krebsrisiko.
Zum anderen könne durch das Zerbrechen der DNA auch die Aktivität von Zellen gebremst werden: Möglicherweise halten die Coli-Bakterien mit Hilfe des Polyketids die Immunabwehr in Schach und sichern so ihr Dasein im Darm. Und das ist letzten Endes auch für den Menschen wichtig - ohne Darmbakterien wären wir nicht lebensfähig. Zudem sei es denkbar, dass das Polyketid auch den Vermehrungsdrang von Krebszellen unterdrücken könnte.
Aus der Klasse der Polyketide stammen viele Wirkstoffe, die in der Medizin eingesetzt werden - etwa bei Infektionen, in der Krebstherapie oder zur Unterdrückung des Immunsystems. Dass Coli-Bakterien einen Vertreter dieser Substanzklasse produzieren können, eröffnet nun neue Wege: Möglicherweise können Polyketide und verwandte Substanzen künftig mit Hilfe der Bakterien hergestellt werden. Für die Produktion von Insulin etwa werden Coli-Bakterien schon seit langem eingesetzt.
In der Uniklinik Heidelberg wurde nachgewiesen: Je geringer die Menge des Hormons Adiponektin in Blut herzkranker Patienten ist, desto stärker ist die Schädigung der Herzkranzgefäße fortgeschritten. Adiponektin wird in Fettzellen gebildet - niedrige Blutspiegel gehen auch mit einem erhöhten Diabetesrisiko einher.Adiponektin: Neuer Risikomarker für Herzinfarkt<% image name="ECG" %><p>
Die Heidelberger Forscher Maximilian von Eynatten und Jochen Schneider untersuchten, ob die Konzentration von Adiponektin im Blut mit den arteriosklerotisch veränderten Gefäßen im Röntgenbild übereinstimmt und erkannten einen eindeutigen Zusammenhang: Mit Hilfe des Adiponektin kann die Diagnose von Arteriosklerose verfeinert werden.
Die Ursache für akuten Herzinfarkt ist häufig eine koronare Herzkrankheit: Die Sauerstoffversorgung des Herzmuskels ist durch verkalkte Ablagerungen in den Koronargefäßen eingeschränkt. Bei komplettem Gefäßverschluss kommt es zum Herzinfarkt. Risikofaktoren sind neben familiärer Belastung und zunehmendem Alter hohe Bluttfette, Rauchen, Bluthochdruck und Diabetes. Die koronare Herzkrankheit wird durch ein spezielles Röntgenverfahren (Koronarangiographie) festgestellt, bei dem über einen Herzkatheter Kontrastmittel in die Herzkranzgefäße injiziert werden, um diese auf dem Röntgenbild sichtbar zu machen.
Die Wissenschaftler werteten die Daten von 247 Patienten zwischen 31 und 83 Jahren aus, die sich aufgrund von Herzproblemen einer Koronarangiographie unterziehen mussten. Es zeigte sich, dass die Adiponektinspiegel jeweils dem Schweregrad der Erkrankung entsprachen. "Je weniger Adiponektin, desto stärker die Verkalkung und umso höher das Risiko für einen Herzinfarkt, " fasst von Eynatten zusammen. "Wir vermuten deshalb, dass Adiponektin einen Schutzeffekt auf die Herzkranzgefäße ausübt."
Die Bestimmung des Adiponektinspiegels kann allerdings eine Katheterangiographie nicht ersetzen, sondern sichert nur die Entscheidung über die weitere Diagnostik und Behandlung ab. Möglicherweise bietet das Hormon auch einen Ansatzpunkt für die Entwicklung einer Behandlung zum Schutz des Herzmuskels.
Via Terahertz-Technologie ist es Chemikern der Uni Bochum gelungen, einen Einblick in die blitzschnelle Reaktion von Wasser und Zucker zu bekommen. Sie lösen das uralte Rätsel, wie Zellen den Zucker als Schutzmechanismus verwenden, damit sie etwa nicht erfrieren. <% image name="Zuckerwasser" %><p>
<small> Zuckerwasser: Die Reaktion mit dem Laktose-Molekül verändert das umliegende Wasser. </small>
Proteine und Zellmembrane bleiben bei extremen Bedingungen länger intakt, wenn man Zucker in Wasser löst. Unklar war bisher, warum dem so ist. Die Lösung fanden die Forscher in Form der Terahertz-Strahlung: Sie ergibt neue Informationen über abgebildete Objekte im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und Radarfrequenzen. Damit lässt sich erstmals der Bereich zwischen Mikrowellen und Infrarot-Strahlung erschließen.
So war es möglich, die Veränderung des Umgebungswassers in einer Zuckerlösung mit Laktose (Milchzucker) sichtbar zu machen. Das Ergebnis: <u>Ein einziges Zuckermolekül reicht aus, um 123 umliegende Wassermoleküle in ihrer Bewegung entscheidend zu verlangsamen.</u> "Wasser kann sich mit Wasserstoffbrücken an den Zucker binden. Es entsteht eine anziehende Kraft, so dass die Wassermoleküle sich nicht mehr beliebig in jede Richtung bewegen können", erklärt die Bochumer Forscherin Martina Havenith.
Wasser ist demnach kein passiver Zuschauer, sondern aktiver Mitspieler bei der Proteinfaltung und Regelung von Zellfunktionen.Das Geheimnis des Zuckerwassers
