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Biologie: Riesenviren bilden menschenähnliche Zellkerne

Bakterien oder Phagen sind in der Lage, die gefährlichsten Bakterien zu infizieren und abzutöten (Foto: VILLA LAB/UC SAN DIEGO)

Viren sind mikroskopisch kleine Organismen, die nicht nur Menschen infizieren, sondern auch Störungen bei Bakterien verursachen. Einer von ihnen, Phagen oder Phagen genannt, ist in der Lage, die gefährlichsten Bakterien zu infizieren und abzutöten. Diese Fähigkeit hat viele Forscher auf der ganzen Welt dazu motiviert, zu versuchen, die Beziehung zwischen Viren und Bakterien zu verstehen, und ist außerdem der Schlüssel zur Suche nach vielversprechenden Werkzeugen zur Bekämpfung bakterieller Infektionen.

Mit dieser Hypothese haben interdisziplinäre Forscher der University of California, San Diego, USA, die biologischen Strukturen und Prozesse von Bakteriophagen aufgeklärt und neue Erkenntnisse über sogenannte „Jumbo-Phagen“ geliefert, die Abwehrkräfte gegen vermutlich evolutiv entstandene Bakterien besitzen .

Die Forscher erkannten, dass Jumbo-Phagen-Zellen ein schützendes Kompartiment bilden, das ähnlich wie der Zellkern von menschlichen und tierischen Zellen funktioniert. Darüber hinaus ist es nachweislich in der Lage, das essentielle genetische Material des Virus zu schützen, das für die Vermehrung und Verbreitung unerlässlich ist.

Das Team konnte dieses Kompartiment charakterisieren und auch zeigen, wie es sich auf der grundlegendsten Ebene bildet und funktioniert – für jedes Atom auf der Skala eines ganzen Organismus. „Es ist eine Hütte der anderen Art – anders als alles, was wir in der Natur gesehen haben“, sagt Elizabeth Villa, eine der Autorinnen der Studie.

Die Entdeckung, die am Mittwoch (3/8) in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, markiert eine neue Ära für die Phagenbiologie, in der das spezifische Kompartiment als wachsender Schutzschild dient, aber auch einige der Dinge in der Phagen importieren und exportieren muss Region, dies präzise und selektiv zu tun. „Sehr seltsame Biologie“, betont Villa.

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Darüber hinaus entdeckten die Forscher, dass sich das Phagenkern-ähnliche Kompartiment aus einem einzigen Protein zusammensetzt, und diese Beziehung führte zum Namen des Proteins: Chymalin, zu Ehren der Rüstung, die alte aztekische Krieger trugen.

Für Forscher eröffnet die Entdeckung mehrere neue Wege. „Jetzt, da wir wissen, dass einige Phagen einen Schild haben, können wir sie anderen Phagen geben und ‚Riesenphagen‘ herstellen, die Pilze besser behandeln und bakterielle Abwehrkräfte überwinden können“, bemerkt Joe Bogliano, der sich ebenfalls für die Studie anmeldete. „Der erste Schritt in diesem Prozess besteht darin, die Struktur des Chimallin-Proteins zu verstehen, aus dem der Schild besteht, und das ist einer der Gründe, warum diese Arbeit so wichtig ist“, sagt er.

Die Idee ist, dass sie die Phagen jetzt besser untersuchen und versuchen, mögliche Lösungen gegen bakterielle Infektionen zu finden.