19.04.2013
Ein Blick in Echtzeit auf die Spielregeln des Lebens
Auf einem DNA-Molekül, das in einer magnetischen Pinzette aufgespannt ist, surft zwischen zwei Marker-Sequenzen (graue Dreiecke) ein mit fluoreszenten Nanopartikeln markiertes Enzym. Dieses wird mit einem Lasermikroskop sichtbar gemacht. Beim Fehlen des Markers an beiden DNA-Sequenzen wird die Abwehr gegen einen Virenangriff eingeleitet.
Natürlich in der Umwelt vorkommende Bakterien und Viren sind untereinander in einem ständigen Existenzkampf. Bakterien haben eine Art Immunsystem entwickelt, um sich gegen den Angriff der Viren zu schützen: Spezielle Abwehrenzyme können die virale Erbinformation (DNA) zerstören und gleichzeitig gewährleisten, dass nicht die DNA des Bakteriums selbst angegriffen wird. Dabei spielen Marker auf der Bakterien-DNA eine Rolle, die den Viren fehlen. Physiker des Biotechnologischen Zentrums der TU Dresden (BIOTEC) untersuchten in Kooperation mit Forschern der Universität Bristol, wie die Abwehrenzyme die Bakterien-DNA nach diesen Markern scannen und zwischen ihnen kommunizieren, um den Abwehrmechanismus in Gang zu setzen. Sie konnten dabei erstmals live beobachten, wie sich solche Abwehrenzyme mittels thermischer Energie sehr effizient zwischen zwei Markern bewegen, deren Orte im Genom weit auseinanderliegen. Die Ergebnisse der Studie sind jetzt im amerikanischen Fachjournal Science veröffentlicht worden.