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Molekulare Wechselwirkung bei der Entstehung und Persistenz von Symbiosen

Wissenschaftler enthüllten die molekularen und biochemischen Mechanismen, wie tierische Wirte bakterielle Signale entschlüsseln und Symbiosen mit Bakterien eingehen.
Molekulare Wechselwirkung bei der Entstehung und Persistenz von Symbiosen
Die menschliche Immunabwehr und Verdauung beruht zum Großteil auf förderlichen symbiotischen Beziehungen zwischen Organismus und Bakterien. Weniger erforscht ist jedoch, wie diese Symbiosen etabliert und erhalten werden, und welche evolutionäre Bedeutung die Wechselwirkung für beide Partner hat.

Das EU-finanzierte Forschungsprojekt "Role of the oxidative environment in the stability of symbiotic associations" (SYMBIOX) verglich hierzu Symbiosen zwischen Bakterien und Tintenfisch bzw. Insekten. Insbesondere untersuchte das Projekt, wie die Reaktion auf Sauerstoff solche Symbiosen hinsichtlich Immunabwehr, Entwicklung und Stoffwechsel beeinflusst.

Die Forscher charakterisierten das Sauerstoff-bindende Protein Hämocyanin, das beim Wirt die Aufnahme spezifischer Bakterien aus Plankton und die Lichterzeugung durch Symbionten beeinflusst. Sie entschlüsselten auch, wie bakteriell bedingte Störungen der oxidativen Umgebung die Physiologie des Wirts und die symbiotische Beziehung zwischen den Partnern verändern.

Insgesamt enthüllte das Projekt die oxidative Umgebung als Schlüsselfaktor, für symbiotische Beziehungen. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass sowohl der Wirt als auch das Bakterium die oxidative Umgebung verändern können, die damit als Kommunikator zwischen den Partnern fungiert. Die Regelung der oxidativen Umgebung ist also an Aufbau, Persistenz und Abbau symbiotischer Beziehungen beteiligt und beeinflusst deren Entstehung und Stabilität.

Die Forschungsarbeit ist für medizinische und agrartechnische Anwendungen relevant, denn sie liefert Einblicke in allgemeingültige Prozesse der Regulierung von Mutualisten und Krankheitserregern und die Folgen für die menschliche Immunabwehr oder Schädlingsbekämpfung.

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Schlüsselwörter

Bakterien, oxidative Umgebung, symbiotische Wechselwirkung, Tintenfisch, Insekten
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