Archive - Mär 7, 2011

Die Nadelkomplexe von Salmonellen in Großaufnahme

In der Arbeitsgruppe des am <a href=http://www.imp.ac.at>IMP</a> und am <a href=http://www.imba.oeaw.ac.at/de>IMBA</a> tätigen Biophysikers Thomas Marlovits ist es gelungen, die nadelartigen Fortsätze, die Salmonellen als Infektionsapparat verwenden, in nahezu atomarer Auflösung zu untersuchen. Die Nadelkomplexe von Salmonellen in Großaufnahme <% image name="IMPSalmonellen" %> <small><b>Bilder aus der Subnanometerwelt:</b> Mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie und spezieller Algorithmen konnten Wiener Wissenschaftler den Infektionsapparat von Salmonellen visualisieren. <i>Bild: IMP/IMBA</i></small> Viele krankheitserregende Bakterien verfügen über einen effizienten Infektionsmechanismus: Beim Angriff auf eine Wirtszelle werden hohlnadelartige Strukturen aufgebaut, über die Signalstoffe in die befallene Zelle injiziert werden können. Diese Signalstoffe greifen in das biochemische Programm der Zelle ein und helfen dem Erreger, ihre Abwehr zu überwinden. Bereits 2006 konnte Marlovits, der an den beiden Wiener Instituten IMP (Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie) und IMBA (Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften) tätig ist, den Aufbau des Nadelkomplexes von Salmonella typhimurium beschreiben und in der Zeitschrift Nature publizieren. Nun ist es ihm gemeinsam mit dem Doktoranden Oliver Schraidt gelungen, mithilfe neu entwickelter Methoden der Kryo-Elektronenmikroskopie Einzelheiten dieser Struktur mit einer Auflösung von 0,5 bis 0,6 Nanometer sichtbar zu machen. <b>Cooles Mikroskop</b> Bei der verwendeten Methodik werden biologische Proben bei minus 196 Grad schockgefroren und können so weitgehend unverfälscht untersucht werden. Um die Zerstörung des Untersuchungsobjekts durch zu energiereiche Elektronenstrahlen zu vermeiden, wurden an IMP und IMBA bildverarbeitende Algorithmen entwickelt, die eine große Zahl rauschbehafteter Bilder zusammenfassen und so ein scharfes, dreidimensionales Bild erzeugen können. Die dafür notwendige Rechenleistung lieferte ein Cluster von rund 500 zusammengeschalteten Computern. <small> Originalarbeit: „Three-Dimensional Model of Salmonella's Needle Complex at Subnanometer Resolution“. Oliver Schraidt & Thomas C. Marlovits, Science, 4.3.2011.</small>