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Exploring the fundamental biology of microsporidian mitosomes

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Mikrosporidien unter dem Mikroskop

Ein europäisches Forscherteam untersuchte die Biologie menschlicher Parasiten, insbesondere neu entdeckte Organellen und deren Biosynthesewege. Schwerpunkt war neben der Grundlagenforschung auch die kommerzielle Verwertung pharmazeutischer Zielstrukturen.

Gesundheit

Mikrosporidien sind kleine intrazelluläre Parasiten, die Sporen bilden und als bedeutsame Humanpathogene gelten, die besonders für HIV/AIDS-Patienten Risiken bergen. Doch ist trotz ihrer medizinischen Relevanz noch zu wenig über ihre Biologie bekannt. Bis vor kurzem wurde vermutet, dass Mikrosporidien keine Mitochondrien besitzen. Nun jedoch wurden bei diesen Parasiten degenerierte mitochondrienähnliche Strukturen entdeckt, so genannte Mitosomen. Diese können kein ATP herstellen, enthalten aber Komponenten für die Biosynthese mitochondrialer Eisen-Schwefel-Cluster. Das wissenschaftliche Ziel des EU-geförderten Projekts "Exploring the fundamental biology of microsporidian mitosomes" (MICMIT) war es, die Biologie dieser Organellen genauer zu erforschen. Hierfür wurde eine neue Immunocapture-Methode entwickelt, mit der Mitosomen aus dem intrazellulären Parasiten Trachipleistophora hominis und dem Schleimhautparasiten Giardia lamblia isoliert werden können. Proteomische Analysen der isolierten Mitosomen enthüllten bei beiden Arten neue potenzielle mitosomale Proteine. Bedeutsam war hier die starke Ähnlichkeit der funktionellen Proteome der Mitosomen beider Arten, was eine evolutionäre Konservierung wesentlicher Komponenten nahelegt. Trotz bestätigtem Eisen-Schwefel-Cluster-Biosyntheseweg unterschieden sich die Mikrosporidien jedoch in der Art und Weise, wie sie Signalwegsprodukte exportieren. Neben neuen Transportproteinen entdeckten die Forscher auch einen Schlüsselakteur der parasitären DNA- und RNA-Biosynthese. Statt ATP zu produzieren, extrahiert der Parasit mittels Ynk1-Hefehomolog frühe Substrate aus Wirtszellen und nutzt diese für Umwandlungen und die Bildung lebenswichtiger Komponenten wie DNA und RNA. Insgesamt lieferte MICMIT damit Grundlagenwissen zur Biologie wichtiger menschlicher Parasiten. Angesichts der medizinischen Brisanz von Mikrosporidieninfektionen könnte das Projekt die Entwicklung neuer Arzneimittel für eines oder mehrere der identifizierten Zielmoleküle stimulieren.

Schlüsselbegriffe

Mikrosporidien, Parasiten, Biosynthese, Mitosomen, ATP, Eisen-Schwefel-Cluster, Ynk1-Hefehomolog

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