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FAKULTÄT FÜR BIOLOGIE, CHEMIE UND GEOWISSENSCHAFTEN

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Pressemitteilung: ERC Advanced Grant: Bayreuther Mikrobiologe erhält bedeutendsten europäischen Forschungspreis

14. April 2016

Prof. Dr. Dirk Schüler, der an der Universität Bayreuth den Lehrstuhl für Mikrobiologie innehat, ist vom Europäischen Forschungsrat (ERC) mit einem hochdotierten ERC Advanced Grant ausgezeichnet worden. Für ein Forschungsvorhaben, das völlig neue Wege bei der Erforschung von Organismen mit magnetischen Eigenschaften beschreitet, erhält er in den nächsten fünf Jahren rund 2,3 Millionen Euro. Der ERC Advanced Grant ist der bedeutendste europäische Forschungspreis. Er fördert exzellente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, deren Projekte für ihre jeweiligen Forschungsgebiete zukunftsweisend sind und herausragende Erkenntnisse erwarten lassen.

Außergewöhnliche Organismen: Bakterien mit geomagnetischen Sensoren

Biomagnetismus ist ein in der Natur seltenes Phänomen, das nur bei speziellen Arten von Bakterien vorkommt. Besonders gut erforscht ist das Bakterium Magnetospirillum gryphiswaldense. Es ist im Schlamm von Gewässern zuhause und besitzt die Fähigkeit, das Magnetfeld der Erde wahrzunehmen. Zu diesem Zweck stellen seine Zellen winzige Ketten aus eisenhaltigen, würfelförmigen Magnetitkristallen her, die als Magnetosomen bezeichnet werden und als geomagnetische Sensoren dienen. Sie verhalten sich wie zelleigene Kompassnadeln und versetzen das Bakterium in die Lage, die eigenen Schwimmbewegungen entlang den Feldlinien des Erdmagnetfelds auszurichten.

Die in den Bakterienzellen angesiedelten Magnetosomen haben, verglichen mit sonstigen Zellstrukturen im Reich der Bakterien, einen ungewöhnlich komplexen molekularen Aufbau. Die daraus resultierenden Materialeigenschaften, die mit technischen Mitteln bisher nicht erzeugt werden konnten, machen sie für eine Reihe biotechnologischer und biomedizinischer Anwendungen höchst attraktiv. Allerdings ist es schwierig, die in der Natur vorkommenden Magnetbakterien im Labor zu züchten, so dass eine breitere Anwendung bisher nicht möglich war.

Ein wegweisender Forschungserfolg: die Entdeckung von Genclustern

Prof. Schüler hat die Eigenschaften und Fähigkeiten dieses außergewöhnlichen Organismus seit vielen Jahren intensiv untersucht. Diese Forschungsarbeiten, die er seit 2014 an der Universität Bayreuth fortsetzt, führten zu bahnbrechenden neuen Einblicken in die von den Bakterien geleistete Synthese der Magnetosomen. Hierbei handelt es sich um einen genetisch gesteuerten Prozess. Mehr als 30 Gene sind daran beteiligt. Sie sind in Gruppen auf bestimmten Abschnitten des Genoms platziert. Die Arbeitsgruppe von Prof. Schüler konnte einige dieser ‚biosynthetischen Gencluster‘ aus verschiedenen Bakterien identifizieren. Und mehr noch: Erstmals gelang es, für die Herstellung des Magnetosoms zuständige Gencluster in die Zellen eines fremden Organismus – nämlich in das Photosynthese betreibende Bakterium Rhodospirillum rubrum – einzuschleusen. Damit war erstmals bewiesen, dass sich eine derart komplizierte Struktur in fremden Organismen genetisch überhaupt rekonstruieren lässt.

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