Archive - Mär 6, 2008

Tuberkulose-Erreger ist doppelt verpackt

3D-Aufnahmen zeigen erstmalig, dass Mykobakterien an ihrer Oberfläche von einer Doppelmembran umgeben sind. Martinsrieder Wissenschaftler beenden eine lange Diskussion um den äußeren Schutzschild der Bakterien und eröffnen neue Wege für die Entwicklung von Medikamenten gegen Tuberkulose. <% image name="Mycobacterium_bovis_BCG" %><p> <small> Oben links: Mehrere Mykobakterien bei ca. 1000-facher Vergrößerung im Lichtmikroskop. Oben rechts: Längsschnitt durch die dreidimensionale, im Computer rekonstruierte Struktur einer 1,5 µm langen Bakterienzelle. Die Bilddaten wurden im Elektronenmikroskop mit der Technik der Kryo-Elektronentomographie aufgenommen. Unten: 3D-Struktur eines Ausschnitts aus der Zellhülle des Mykobakteriums. Die einzelnen Komponenten sind farblich hinterlegt. In Gelb ist links die innere und rechts die äußere Lipid-Doppelmembran dargestellt. Blau kennzeichnet polymere Zellwandbestandteile, an die die Mykolsäuren gebunden sind. Die Zellhülle ist etwa 35 Nanometer dick. &copy; Christian Hoffmann/Harald Engelhardt, MPI für Biochemie </small> Im März 1882 berichtete Robert Koch erstmals über den Erreger der Tuberkulose und beschrieb die damalige Situation: "Die Statistik lehrt, dass 1/7 aller Menschen an Tuberkulose stirbt ..." Noch immer erkranken jährlich 10 Mio Menschen an Tuberkulose, und jeden Tag sterben etwa 4.000 mit Mycobacterium tuberculosis infizierte Patienten. Die Behandlung ist langwierig und der Schutz durch Impfung nach wie vor unzureichend. Deshalb befassen sich weltweit Forschergruppen mit der Untersuchung der "säurefesten Stäbchen", die durch eine komplexe und für die meisten Moleküle schwer überwindbare Zellwand geschützt sind. Ihr verdanken die Mykobakterien die besondere Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen und antibakteriellen Substanzen. Es ist schon länger bekannt, dass langkettige, fest gebundene Fettsäuren - die Mykolsäuren - zur Erhaltung der Widerstandsfähigkeit der Zellwand notwendig sind. Doch hat man vom Aufbau der Zellhülle auch gut 125 Jahre nach Kochs Entdeckung noch unvollständige und zum Teil widersprüchliche Vorstellungen. So nahmen Forscher bisher an, dass die Mykolsäuren eine geschlossene Schicht bilden, oder dass sie den inneren Teil einer definierten Doppelschicht stellen, die besonders dick und asymmetrisch gestaltet ist. Forscher rund um Harald Engelhardt am Max-Planck-Institut für Biochemie konnten nun erstmals direkt nachweisen, dass die äußere Zellwandschicht der Mykobakterien aus einer klar strukturierten Lipid-Doppelmembran besteht. Ihre Struktur ist allerdings mit den bisherigen Annahmen kaum in Einklang zu bringen. Untersucht wurde die äußere Zellwand von Mycobacterium smegmatis und Mycobacterium bovis BCG, einem engen Verwandten des Tuberkulose-Erregers, im Elektronenmikroskop. Die Technik der Kryo-Elektronentomographie ermöglichte es den Wissenschaftlern erstmalig, 3D-Aufnahmen der Doppelmembran-Struktur bei intakten Zellen zu gewinnen. Dabei werden von schockgefrorenen Zellen Projektionen aus verschiedenen Winkeln aufgezeichnet, wobei für Anzahl, Schärfe und Kontrast der Aufnahmen ein Optimum gefunden werden muss. Die bei -190 °C gekühlte Probe kann dem Elektronenstrahl zeitlich nur sehr begrenzt ausgesetzt werden, um einer Zerstörung vorzubeugen. Die Aufnahmen sind deshalb stark verrauscht und kontrastarm. Die Forscher beobachteten in ihren tomographischen Daten entgegen den Erwartungen eine eher symmetrische und wesentlich dünnere Struktur der äußeren mykobakteriellen Membran. Sie haben deshalb ihre Ergebnisse auch an 35-millionstel mm dünnen Schnittpräparaten eingefrorener und sonst unbehandelter Zellen überprüft und bestätigt. Sie können jetzt auch die Einbettung der Porenproteine in die äußere Membran von Mycobacterium smegmatis befriedigend erklären. Die molekulare Struktur der Proteine hatte bisher nicht zu den bekannten Zellwandmodellen gepasst. Engelhardt stimmt mit den bisherigen Vorstellungen in soweit überein, dass die Mykolsäuren die äußere Membran in der Zellwand verankern. "Doch die Membran ist wohl nicht so gebaut, wie man annahm. Die Mykol- und übrigen Fettsäuren müssen in der Lipidmembran anders angeordnet sein als gedacht." <small> Christian Hoffmann, Andrew Leis, Michael Niederweis, Jürgen M. Plitzko, and Harald Engelhardt. Disclosure of the mycobacterial outer membrane: Cryo-electron tomography and vitreous sections reveal the lipid bilayer structure. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 11. März 2008, DOI 10.1073/pnas.0709530105 </small> Tuberkulose-Erreger ist doppelt verpackt

Fungizid Fluopicolide erhält weitere Zulassungen

Fluopicolide von <a href=http://www.bayercropscience.com>Bayer CropScience</a> hat die Zulassung in Japan und den USA erhalten. Mit Reliable (Fluopicolide + Propamobarb-HCl) darf in Japan nun die Kraut- und Knollenfäule bei Kartoffeln bekämpft werden. Zudem kann Wein aus mit Fluopicolide behandelten Trauben nach Japan, einem der wichtigsten Absatzmärkte der Welt, exportiert werden. <% image name="Weinrebe" %><p> Die US-Umweltbehörde EPA genehmigte zudem kürzlich die Anwendung von Fluopicolide in Gemüsekulturen, Weintrauben, Rasen und Zierpflanzen. In den USA soll Fluopicolide allein und in Kombination mit anderen Wirkstoffen im Rahmen eines Lizenzabkommens von der Valent Corporation, Libertyville, Illinois, unter den Markennamen Stellar zur Verwendung bei Rasen und Presidio in Gemüse und Weintrauben vertrieben werden. Die Markteinführung ist noch heuer geplant. Pflanzenschutzlösungen auf Basis von Fluopicolide ermöglichen eine Krankheitsbekämpfung bei Kartoffeln, Weintrauben und Gemüse, sodass qualitativ hochwertige Erzeugnisse geerntet werden können. <b>Der Wirkmechanismus von Fluopicolide</b> bewirkt eine rasche Destabilisierung von Pilzzellen und ermöglicht die Bekämpfung von Kraut- und Knollenfäule sowie falschem Mehltau. Produkte auf Basis dieses neuen Wirkstoffs zeichnen sich durch einen besonders lang anhaltenden und effektiven Schutz der Pflanze aus. Dank des günstigen Rückstands- und Umweltprofils können Produzenten die hohen Qualitätsanforderungen der Lebensmittelindustrie erfüllen. Mischungen mit Fluopicolide eignen sich in einem breiten Spektrum von Kulturen mit kurzer Wartezeit zwischen Applikation und Ernte. Fungizid Fluopicolide erhält weitere Zulassungen

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