Folie 1. H. J. Schmidt, Präsident der TU Kaiserslautern

Transkript

1 Biodiversität ist die Vielfalt der Arten auf der Erde, die Vielfalt innerhalb der Arten (genetische Unterschiede zwischen Individuen und Populationen) sowie die Vielfalt von Ökosystemen. Folie 1

2 Der Artbegriff: was ist eine Art? Ähnlichkeitsgruppen Fortpflanzungsgemeinschaft Ähnlichkeit des Erbguts: DNA-Sequenz Folie 2

3 Ähnlichkeitsgruppen Ähnlichkeit zwischen Arten Folie 3

4 c a I II Ähnlichkeitsgruppen d b III IV Folie 4

5 Fortpflanzungsgemeinschaft Der biologische Artbegriff: Fortpflanzungsfähigkeit Eine Art ist eine Population oder Gruppe von Populationen, deren Mitglieder sich unter natürlichen Bedingungen potenziell untereinander kreuzen können und dabei lebensfähige, fruchtbare Nachkommen hervorbringen Mit Mitgliedern anderer Arten ist keine Kreuzung möglich: genetische Isolation der Arten Grenzen des biologischen Artbegriffs: Fortpflanzungsfähigkeit Agamospezies : ungeschlechtliche Arten Prokaryoten, einige Einzeller, Folie 5

6 Fortpflanzungsgemeinschaft Ähnlichkeit des Erbguts Molekulare Artunterschiede bi- P. aurelia (?) P. caudatum (?) nov- P. aurelia (?) alle Unterschiede zwischen Arten haben eine genetische Grundlage Methoden wie das DNA- Fingerprinting und die Gensequenzierung ermöglichen eine Artdifferenzierung Folie 6

7 Der großen Diversität der Pilze entspricht eine hohe Diversität ihrer Metabolite Pilze leben überall, es gibt weltweit ungefähr 10 6 species Folie 7

8 Pilze ermöglichen den Zugang zu Stoffen, die der chemischen Synthese nicht ohne weiteres zugänglich sind Folie 8

9 Die Strobilurine, vom Pilzmetabolit zum kommerziellen Agrarfungizid Strobilurin A Mycena tintinnabulum Folie 9

10 Die Strobilurine sind Hemmstoffe der Energiegewinnung. Der Wirkort liegt im Komplex III der Atmungskette Strobilurin A, oudemansin A, myxothiazol To Complex IV From Complex I bc 1 -Complex (III) not toxic to animals S N N S NH 2 toxic to animals Folie 10 W.F. Becker, G. von Jagow, T. Anke, W. Steglich: FEBS Lett. 132, 329 (1981).

11 Synthetische Strobilurine erzielen Umsätze von >> 10 9 p. a. Cl N N N F 500 (BASF AG) BASF investiert in Deutschland 220 Mio. DM in die Produktion von Strobilurinen. Folie 11

12 Frage: Wie entdeckt man neue rganismen im Meer mit Potential für Medizin? weniger als 1% der Mikroorganismen sind kultivierbar, weil man ihre Kultivierungsbedingungen nicht kennt Folie 12

13 Environmental Sample nucleic acid extraction Extracted Nucleic Acids PCR Amplified DNA DNA Sequenz Phylogenetic analyses Folie 13

14 Mariager Fjord Folie 14

15 Probennahme Mariager Fjord Folie 15

16 Ergebnis: Stammbaum zur Identifizierung neuer rgansimengruppen 80 Sondendesign zur Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) 0.01 substitutions/site Folie Cryptoperidiniopsisbrodyi Pentapharsodiniumtyrrhenicum CCW109 Amphidiniummassartii 98 CCW106 CCW105 Toxoplasmagondi Apicomplexa Babesia sp. CCW77 CCW111 uncultured alveolate clone BLA414 Anophyroideshaemophila CCW108 Aspidiscasteini CCW66 Euplotes muscicola CCW88 CCW2 Plagiopylafrontata CCW92 Dinoflagellates Ciliates Spathidiumsp. CCW63 CCW98 Diplonemaambulator CCW85 Euglena gracilis CCW8 94 CCW CCW75 Thermoproteustenax Desulfurococcusmobilis Sulfolobussolfataricus Euglenozoa uncultured marine eukaryote isolate DH145-EKD11 Archaea

17 Fluorescence in situ Hybridisation (FISH) Folie 17

18 Folie 18

19 Folie 19

20 80 - Kultivierung - Wirkstoff-screening 1 substitutions/site Folie Cryptoperidiniopsisbrodyi Pentapharsodiniumtyrrhenicum CCW Amphidiniummassartii CCW106 CCW105 Toxoplasmagondi Babesiasp. CCW77 CCW111 uncultured alveolate clone BLA414 Anophyroideshaemophila CCW108 Aspidiscasteini CCW66 Euplotes muscicola CCW88 CCW2 Plagiopylafrontata CCW92 Apicomplexa Dinoflagellates Ciliates Spathidiumsp. CCW63 CCW98 Diplonemaambulator CCW85 Euglena gracilis CCW8 94 CCW CCW75 Thermoproteustenax Desulfurococcusmobilis Sulfolobussolfataricus Euglenozoa uncultured marine eukaryote isolate DH145-EKD11 Archaea

21 Beispiel: Salinosporamide (antikrebs,antibiotisch) - gewonnen aus Salinospora- Bakterien - Vorkommen: marine Sedimente, Individuen/cm 3 - Wirkunsweise: inhibiert Proteosome, eine Eiweißmaschinerie, die bei Krebszellen außer Kontrolle geraten ist Folie 21