WSR054-Paläobiotechnologie und Räuber-Beute Beziehungen - Interview mit Prof. Dr. Pierre Stallforth

Wirkstoffradio (MP3 Feed)

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Das Wirkstoffradio ist ein Wissenschaftskommunikationsprojekt aus dem Leibniz-Forschungsinstitut f\u00fcr Molekulare Pharmakologie (FMP) und wird gef\u00f6rdert durch das Leibniz Forschungsnetzwerk Wirkstoffe und Biotechnologie.","poster":"https:\/\/www.wirkstoffradio.de\/podlove\/image\/68747470733a2f2f7777772e7769726b73746f6666726164696f2e64652f77702d636f6e74656e742f75706c6f6164732f323031382f30392f5769726b73746f6666726164696f5f4c6f676f5f6c616e672d3330303078333030305f63726f707065645f626c756542472e706e67\/500\/0\/0\/wirkstoffradio","link":"https:\/\/www.wirkstoffradio.de"},"title":"WSR054 Pal\u00e4obiotechnologie und R\u00e4uber-Beute Beziehungen - Interview mit Prof. Dr. Pierre Stallforth","subtitle":"In dieser Episode sprechen Pierre Stallforth und Bernd Rupp \u00fcber den \"Jurassic Park f\u00fcr Antibiotika\" und \u00fcber soziale 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Prof. Dr. Pierre Stallforth ist Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie, Hans-Knöll-Institut (HKI) in Jena. Pierre leitet dort die Gruppe Paläobiotechnologie und beschäftigt sich dabei unter anderem mit mikrobiellen Räuber-Beute Beziehungen von Mikroogranismen.

Prof. Dr. Pierre Stallforth; Quelle: HKI

Pierre erklärt, welche paläontologische Proben analysiert werden und wie man darin Mikroben bzw. Wirkstoffe findet, die von diesen Organismen hergestellt werden.

Außerdem diskutieren Pierre und Bernd die Räuber-Beute Beziehung von Amöben zu ihrem bakteriellen Futter. Bakterien wehren Amöben häufig mit Wirkstoffen ab. Da Amöben wie auch der Mensch Eukaryonten sind, kann man diese Wirkstoffe nicht nur gegen Amöben nutzen, sondern potenziell daraus auch Wirkstoffe gegen Krebs entwickeln. Aber auch die durch Amöben verursachten Erkrankungen können schwerwiegend sein, so kann sich z.B. die Amöbe Naegleria fowleri durch den Riechnerv bis ins Gehirn fressen. Oder die Acanthamöben, die durch schlecht gepflegte Kontaktlinsen ins Auge verschleppt werden können und dort Hornhautentzündungen auslösen.
Sehr beeindruckend ist aber auch das Sozialverhalten der Amöben bei der Sporenbildung, während dieser sich 20% der Individuen für den Aufbau des Fruchtkörpers opfern. Manchmal werden dabei auch die Lieblingsbakterien mit eingebaut, um diese am neuen Standort aussähen zu können.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Was ist Paläobiotechnologie?

• • Paläobiotechnologie – HKI
  • Mundflora – Wikipedia Artikel
  • Zahnstein – Wikipedia Artikel
  • Biomineralisation – Wikipedia Artikel
  • Koprolith – Wikipedia Artikel
  • Paleofeces – Wikipedia Artikel
  • Mikrobiom – Wikipedia Artikel
  • Sequenzierung – Wikipedia Artikel
  • Desoxyribonukleinsäure (DNS, DNA) – Wikipedia Artikel
  • Christina Warinner – HKI
  • Christina Warinner – MPI
  • Fermentation – Wikipedia Artikel
  • Jurassic Park – Wikipedia Artikel

Mundmikrobiom früher und heute

• • Antibiotika – Wikipedia Artikel
  • Diät – Wikipedia Artikel

Was wird in den Daten gesucht?

• • Gen-Cluster – Wikipedia Artikel
  • Penicilline – Wikipedia Artikel
  • Tetracyclin – Wikipedia Artikel
  • Naturstoff – Wikipedia Artikel
  • Polyketide – Wikipedia Artikel
  • Nichtribosomale Peptide – Wikipedia Artikel
  • Terpene – Wikipedia Artikel
  • Terpenoide – Wikipedia Artikel

Wie ermittelt man die Funktion von Genen?

• • Künstliche Gensynthese – Wikipedia Artikel
  • Vektor (Biologie) – Wikipedia Artikel
  • Expressionssysteme – Wikipedia Artikel
  • Heterologous expression – Wikipedia Artikel (englisch)
  • Phylogenese – Wikipedia Artikel
  • Phylogenetischer Baum – Wikipedia Artikel
  • Brute-Force-Methode – Wikipedia Artikel
  • Bioinformatik – Wikipedia Artikel

Interaktion von Mikroben

• • Bakteriophagen – Wikipedia Artikel
  • Quorum sensing – Wikipedia Artikel
  • Räuber-Beute-Beziehung – Wikipedia Artikel
  • Selektionsdruck – Wikipedia Artikel
  • Amöbe – Wikipedia Artikel
  • Dictyostelium discoideum (soziale Amöbe) – Wikipedia Artikel

Was ist eine soziale Amöbe?

• • Vielzeller – Wikipedia Artikel
  • Multizellulär – DocCheck Flexikon
  • Spore – Wikipedia Artikel
  • Fruchtkörper – Wikipedia Artikel

Sporenbildung

• • Altruismus – Wikipedia Artikel
  • Soziobiologie – Wikipedia Artikel
  • Cheating – Leo Wörterbuch
  • WSR032 Naturstoffe aus symbiontischen Systemen – Interview mit Dr. Christine Beemelmanns – link zu Episode

Chrakter der Räuber-Beute-Beziehung

• • Mutualismus (Biologie) – Wikipedia Artikel
  • Antagonist (Ökologie) – Wikipedia Artikel

Die Beute der Amöbe

• • Agar – Wikipedia Artikel
  • Bakterienrasen – Wikipedia Artikel
  • Filamente – Wikipedia Artikel

Biofilme

• • Biofilm – Wikipedia Artikel
  • Signalstoffe – Spektrum der Wissenschaft

Analyse der Bakterientoxine

• • Deletion – Wikipedia Artikel
  • Knockout Mutante – Wikipedia Artikel

Bekannte Wirkstoffe gegen Amöben

• • Violacein – Wikipedia Artikel (englisch)
  • amöbizid – PharmaWiki

Struktur von Violacein; Quelle: Tomasz Dolinowski, CC0, via Wikimedia Commons

Von Amöben ausgelöste Erkrankungen?

• • Amöbenruhr – Wikipedia Artikel
  • Keratitis (Hornhautentzündung) – Wikipedia Artikel
  • Acanthamöbiasis (amöbille Keratitis) – Wikipedia Artikel
  • Amöbenkeratitis – RKI
  • Acanthamoeba – Wikipedia Artikel
  • Dr. House/Episodenliste – Wikipedia Artikel
    Die Betreffende Episode ist in Staffel 2 Episode 23 (Schlechter Scherz – Teil 2)
  • Naegleria fowleri (Gehirnfressende Amöbe) – Wikipedia Artikel
  • Krebs (Medizin) – Wikipedia Artikel
  • Kultivierung – Wikipedia Artikel

Andere Räuber in der Anzucht

• • Fadenwürmer (Nematoden) – Wikipedia Artikel
  • Caenorhabditis elegans – Wikipedia Artikel

Kooperative Effekte

• • Kooperativität – Wikipedia Artikel
  • Giftung – Spektrum der Wissenschaft
  • Bienengespräche – Homepage
  • Superorganismus – Wikipedia Artikel
  • Agrikultur – Wiktionary
  • Joan Strassman – Homepage Univertity in St. Louis
  • wissenschaftlicher Artikel (closed access): Brock, D.A., Jones, K., Queller, D.C. et al. Which phenotypic traits of Dictyostelium discoideum farmers are conferred by their bacterial symbionts?. Symbiosis 68, 39–48 (2016).
    Die Studie befindet sich leider hinter einer Paywall, ist also nur für diejenigen zugänglich, die ein Abo der entsprechenden Fachzeitschrift haben. Daher werden wir nicht direkt auf den Artikel verlinken, sondern stellen euch den „Digital Object Identifier (DOI)“ zur Verfügung: doi: 10.1007/s13199-015-0352-0.
    Aber die Wissenschaftler:innen stellen hier PDF’s ihrer Arbeiten zur Verfügung

Wie frisst eine Amöbe Bakterien

• • Phagocytose – Wikipedia Artikel
  • Weiße Blutkörperchen Leukozyt – Wikipedia Artikel

Wirkstoffisolation

• • WSR034 Wirkstoffproduktion: Von der Flasche im Labor bis zum Tank in der Industrie – Interview mit Prof. Dr. Miriam Agler-Rosenbaum – Link zur Episode
  • Extraktion (Verfahrenstechnik) – Wikipedia Artikel
  • Essigester – Wikipedia Artikel
  • Butanol – Wikipedia Artikel
  • Chromatographie – Wikipedia Artikel
  • Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) – Wikipedia Artikel
  • WSR007 Moleküle Atom für Atom untersuchen mit NMR-Spektroskopie – Interview mit Dr. Peter Schmieder – Link zur Episode

Was sind Lipopeptide und Alkaloide

• • Lipopeptide – Wikipedia Artikel
  • Amphiphilie – Wikipedia Artikel
  • Alkaloide – Wikipedia Artikel
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): M. Klapper, S. Götze, R. Barnett, K. Willing, P. Stallforth: Bacterial Alkaloids Prevent Amoebal Predation; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2016, 55, 8944–8947. DOI: 10.1002/anie.201603312
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): S. Götze, R. Herbst-Irmer, M. Klapper, H. Görls, K. R. A. Schneider, R. Barnett, T. Burks, U. Neu, P. Stallforth: Structure, Biosynthesis, and Biological Activity of the Cyclic Lipopeptide Anikasin; ACS Chem. Biol. 2017, 12, 2498–2502. DOI: 10.1021/acschembio.7b00589
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): J. Arp, S. Götze, R. Mukherji, D. J. Mattern, M. García-Altares, M. Klapper, D. A. Brock, A. A. Brakhage, J. E. Strassmann, D. C. Queller, B. Bardl, K. Willing, G. Peschel, P. Stallforth: Synergistic activity of co-secreted natural products from amoebae-associated bacteria; Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2018, 115, 3758–3763. DOI: 10.1073/pnas.1721790115
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): S. Zhang, R. Mukherji, S. Chowdhury, L. Reimer, P. Stallforth: “Lipopeptide-mediated Bacterial Interaction Enables Cooperative Predator Defense” Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2021, 118, doi: e2013759118

Werdegang von Pierre

• • Antibiotika-Krise: Warum tut sich so wenig? – Das Erste – ARD
  • Wege aus der Antibiotika-Krise – wissenschaft.de
  • Pierre Stallforth – Hompage
  • Siemens Stiftung – Wikipedia Artikel
  • Exzellenzcluster – an der Friedrich-Schiller-Universität Jena
  • Jon Clardy – Wikipedia Artikel (englisch)
  • Harvard Medical School – Wikipedia Artikel
  • WSR039 Biosynthetisches Design von Naturstoffen und gerichtete Evolution – Interview mit Dr. Hajo Kries – Link zur Episode
  • WSR030 Antibiotika & Resistenzen: Geschichte, gesellschaftliche Bedeutung und Antiinfektiva-Forschung – Interview mit Dr. Florian Kloß – Link zur Episode

Das Lieblingsmolekül von Pierre

• • Penicilline – Wikipedia Artikel
  • β-Lactam-Antibiotika – Wikipedia Artikel
  • Penicillin Synthese – Wikipedia Artikel
  • Hans Knöll – Wikipedia Artikel
  • Dorothy Crowfoot Hodgkin – Wikipedia Artikel
  • Der dritte Mann – Wikipedia Artikel

Grundstruktur der Penicilline, das R steht für Rest. An dieser Stelle kann die Struktur variiert werden um zum Beispiel die Selektivität für bestimmte Bakterien zu erhöhen; Quelle: Yikrazuul, Public domain, via Wikimedia Commons

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Wir bedanken uns ganz herzlich bei Prof. Dr. Pierre Stallforth für die Zeit und seine Erläuterungen und Ausführungen zu seinem Forschungsgebiet.

Wir freuen uns immer über Feedback: per Mail unter [e-mail], in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio oder auch als Bewertung bei iTunes/Apple-Podcasts oder panoptikum.social.

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• Bernd Rupp
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  • Database of Available Chemical Substances
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  • Mitglied der Gruppe Structural Chemistry and Computational Biophysics
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Kapitler

1. Begrüßung (00:00:00)

2. Was ist Paläobiotechnologie? (00:02:20)

3. Mundmikrobiom früher und heute (00:15:57)

4. Was wird in den Daten gesucht? (00:20:57)

5. Wie ermittelt man die Funktion von Genen? (00:25:16)

6. Interaktion von Mikroben (00:37:42)

7. Was ist eine soziale Amöbe? (00:47:09)

8. Sporenbildung (00:49:40)

9. Charakter der Räuber-Beute-Beziehung (00:52:29)

10. Die Beute der Amöbe (00:54:15)

11. Biofilme (00:59:10)

12. Analyse der Bakterientoxine (01:01:45)

13. Bekannte Wirkstoffe gegen Amöben (01:06:28)

14. Von Amöben ausgelöste Erkrankungen? (01:07:50)

15. Andere Räuber in der Anzucht (01:14:35)

16. Kooperative Effekte (01:15:50)

17. Wie frisst eine Amöbe Bakterien? (01:29:41)

18. Wirkstoffisolation (01:37:56)

19. Was sind Lipopeptide und Alkaloide? (01:46:17)

20. Werdegang von Pierre (01:48:28)

21. Das Lieblingsmolekül von Pierre (01:56:01)

22. Verabschiedung und Bitte um Feedback (02:01:20)