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Berliner Zeitung | Amöben: Schleimige Verwandlungskünstler
13. August 2014
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Amöben: Schleimige Verwandlungskünstler

Dieses pflanzenähnliche Gebilde ist zwei Millimeter hoch. Es besteht aus einem Stiel und einer Sporenkapsel, gemeinsam geformt von Tausenden Amöben.

Dieses pflanzenähnliche Gebilde ist zwei Millimeter hoch. Es besteht aus einem Stiel und einer Sporenkapsel, gemeinsam geformt von Tausenden Amöben.

Foto:

OKAPIA KG, Germany

Das Wesen verhält sich wie ein Alien aus einer fernen Welt. Dictyostelium discoideum heißt es und zählt zu den Arten der Schleimpilze. Für gewöhnlich lebt es als Einzeller in der oberen Humusschicht von Waldböden. Die Amöbe kriecht allein herum, ernährt sich von Bakterien und vermehrt sich durch Zellkernteilung. Findet sie jedoch nicht genug Nahrung, wird sie gesellig. Sie stößt ein chemisches Notsignal aus, das sich wellenartig ausbreitet und ihre Artgenossen dazu bringt, das gleiche zu tun.

Sobald der Botenstoff eine bestimmte Konzentration erreicht, strömen die Amöben aufeinander zu und schließen sich zu Aggregaten von bis zu 100.000 Zellen zusammen. Die so entstehenden Vielzeller, „Slugs“ genannt, weil sie wie winzige Nacktschnecken aussehen, reagieren auf Temperatur und Licht und machen sich auf die Suche nach einem neuen, besseren Standort. Am Ziel angekommen, verändern sie erneut die Form. Die soziale Amöbe wird zu einem pflanzenartigen Gebilde. Dabei bilden etwa 20 Prozent der Zellen einen ein bis zwei Millimeter langen Stiel, die übrigen 80 Prozent verwandeln sich in einen Fruchtkörper aus Amöben-Sporen.

Amöben als Modellorganismen

Die Sporen-Zellen überstehen die Hungerphase – für die Stielzellen gibt es dagegen kein Happy-End: „Nachdem sie die Sporenmasse in die Höhe gehoben haben, damit sie sich besser verbreiten kann, sterben sie ab, während die verteilten Sporen wieder als Einzeller leben“, sagt Sascha Thewes, Mikrobiologe an der Freien Universität (FU) Berlin. Er befasst sich seit Jahren intensiv mit der sozialen Amöbe. So wie viele andere Wissenschaftler rund um die Welt. Thewes ist Mitglied des internationalen Forschungs-Netzwerks dictyBase, das jährlich eine sogenannte Dicty-Konferenz ausrichtet, die sich nur mit dem Schleimpilz beschäftigt. Die Tagung gibt es seit 1981. Die diesjährige – mit etwa 110 Teilnehmern – fand in der vergangenen Woche in Potsdam statt.

Dictyostelium discoideum wurde 1935 durch den US-Mikrobiologen Kenneth Bryan Raper entdeckt und isoliert. Seitdem ist die Amöbe ein bedeutender Modellorganismus der Forschung geworden“, erzählt Sascha Theses, der die diesjährige Konferenz mit organisierte. Mikrobiologen, Biophysiker, Zellbiologen oder Mediziner forschen an der sozialen Amöbe. Vor allem das selbstlose Verhalten der Stielzellen, die sich zum Wohl der Allgemeinheit opfern, fasziniert viele Forscher. Anhand des besonderen Lebens-Kreislaufes von Dictyostelium discoideum lassen sich viele interessante wissenschaftliche Beobachtungen machen. So kann, wer sie im Labor unter die Lupe nimmt, zum Beispiel den Übergang vom Ein- zum Vielzeller mitverfolgen oder ergründen, warum sich aus ein und der selben Zelle verschiedene Zelltypen entwickeln können. Ebenso lassen sich grundlegende Prozesse innerhalb von Zellen studieren – von der Teilung über den Aufbau ihrer Strukturen bis zum Tod.

„Die gewonnenen Erkenntnisse sind sehr wertvoll, da das Erbgut der sozialen Amöbe und die zellulären Prozesse, die in ihr ablaufen, jenen höherer Lebewesen, wie dem Menschen, in vielen Punkten gleichen“, sagt Sascha Thewes. Weil sich die Amöbe im Labor problemlos vermehren und leicht genetisch verändern lässt, können Forscher mit ihr gezielt experimentieren und dabei ganz verschiedene Fragen stellen. Unter anderem die, wie Zellen mit Krankheitserregern umgehen oder wie sich Defekte im Erbgut auf ihre Entwicklung auswirken.

Forschungen zu Alzheimer und Parkinson

Eine kleine Auswahl der aktuellsten Forschungsprojekte wird Jahr für Jahr auf der Dicty-Konferenz vorgestellt. Dieses Mal waren unter anderem Forscher dabei, die anhand von Dictyostelium discoideum untersuchen, wie sich Zellen bewegen oder welche Rolle Botenstoffe für ihre Entwicklung spielen. Außerdem wird der Mikroorganismus als Modell für die Erforschung zellulärer Abwehrmechanismen bei Krankheiten genutzt.

„Wir untersuchen, wie die sozialen Amöben mit humanpathogenen Pilzen wie dem Hefepilz Candida albicans umgehen“, erklärt Sascha Thewes den Ansatz der Arbeitsgruppe, der er am Institut für Biologie und Mikrobiologie der FU angehört. Auf diese Weise könnte man eventuell Anhaltspunkte für die Anti-Pilz-Behandlung von Menschen gewinnen. Denn die Amöben glichen humanen Immun-Fresszellen in vielen Punkten.

Weitere Vorträge befassten sich unter anderem mit neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson: „Bei ihrer Entstehung spielen bestimmte Gene eine Rolle, die es teils auch in Dictyostelium discoideum gibt“, sagt Thewes. Deshalb könne man den Organismus nutzen, um die normale Funktion dieser Gene zu erforschen und Rückschlüsse darauf zu ziehen, wodurch sie mutieren und wieso sie in ihrer fehlerhaften Form krank machen.