Zellteilung bei hohen Temperaturen
Eine Entdeckung wirft neues Licht auf den Zellteilungsmechanismus eines Mikroorganismus, der in heißer, saurer Umgebung lebt. Dadurch werden Wissenschaftler weltweit die evolutionäre Entwicklung des Lebens auf unserer Erde und grundlegende Prozesse in menschlichen Zellen besser verstehen können. Die neue Entdeckung wurde in der Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Science" veröffentlicht. Molekulare Evolution entstand als Wissenschaftszweig in den 1960er Jahren, als eine Forschergruppe versuchte, die Strukturen und Funktionen von Nukleinsäuren und Proteinen zu ergründen. Die Fortschritte in der modernen Genomik haben das Interesse für dieses Fachgebiet enorm angefacht. Vor einiger Zeit gelang Forschern am Institut für Molekulare Evolution am Evolutionsbiologischen Zentrum (EBC) der Universität Uppsala in Schweden die Identifizierung eines neuen Zellteilungsmechanismus. Tagtäglich sterben im menschlichen Körper Millionen von Zellen, die aber über Zellteilungs- und Vermehrungsprozesse kontinuierlich ersetzt werden. Dieser Prozess bildet die Grundlage für die Überlebensfähigkeit jeder Art, doch er geht so selbstverständlich vor sich, dass er fast schon nichts Besonderes mehr ist. Für die Wissenschaftler jedoch hat der Zellteilungsprozess nichts von seiner ursprünglichen Faszination eingebüßt. Zum Beispiel fanden sie heraus, dass fehlerhafte Abläufe in der Zellteilung Krankheiten verursachen können. Deshalb sind Forschungen auf diesem Gebiet und die jüngsten Erkenntnisse der Universität Uppsala von solch enormer Bedeutung. Die Entdeckung betrifft den Archaea-Mikroorganismus Sulfolobus acidocaldarius, der zuerst in einer heißen Quelle des Yellowstone-Nationalparks in Wyoming, USA, entdeckt worden war. Wie viele andere Archaeen ist diese Bakterie "extremophil", d.h. sie liebt extrem heiße, saure oder salzhaltige Bedingungen oder hohen Druck. In diesem Fall handelt es sich um eine heiße, extrem saure Umgebung, in der Sulfolobus acidocaldarius bei einer Temperatur von 80° Celsius lebt. Wegen dieser einzigartigen Fähigkeit ist Sulfolobus acidocaldarius für die Wissenschaftler ein interessantes Forschungsobjekt und verschafft Einblicke in verschiedene mysteriöse Zellvorgänge. Derartige Mikroorganismen werden auch als "Zellfabriken" zur industriellen Produktion von Zellkulturen und Biomaterial eingesetzt. In vielen Fällen haben sie schon chemische oder synthetische Herstellungsprozesse abgelöst. Für Professor Rolf Bernander von der Universität Uppsala "stellen sie äußerst interessante Modellsysteme für Theorien über die Ursprünge des Lebens auf der jungen Erde unter heißen Temperaturen dar und unterstützen die Suche nach Leben unter Extrembedingungen auf anderen Planeten." Das Forscherteam der Universität Uppsala um Ann-Christin Lindås, Erik Karlsson, Maria Lindgren und Thijs Ettema konnte drei Gene identifizieren, die unmittelbar vor der Zellteilung "aktiviert" werden. Die Proteinprodukte dieser Gene bilden in der Zellmitte ein Band, um die neu entstandenen Chromosomen zu trennen. Dieses Band zieht sich immer weiter zusammen, bis zwei neue Tochterzellen entstanden sind. Laut Professor Bernander handelt es sich hier um eine absolute Neuentdeckung: "Erstmals seit Jahrzehnten wurde wieder ein neuer Zellteilungsmechanismus entdeckt, dessen Genprodukte keinerlei Ähnlichkeit mit bekannten Zellteilungsproteinen aufweisen", erläuterte er. Diese Erkenntnisse sind von großer Tragweite, da sie nicht nur unser Verständnis der Zellbiologie von Archaeen und Extremophilen erweitern, sondern auch zelluläre Schlüsselprozesse beim Menschen und anderen höheren Lebewesen erhellen.
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Schweden