PSI-Forscher klären Mechanismus von Natriumpumpen auf

22. Mai 2020 09:02

Villigen AG - Forscher des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben den Mechanismus einer lichtgetriebenen Natriumpumpe in Bakterien aufgeklärt. Die Forschungsergebnisse sollen Experimente in der Optogenetik verbessern helfen.

Viele Zellen, darunter auch solche in den Membranen von Bakterien, bauen ein Konzentrationsgefälle zwischen ihrem Inneren und ihrem Äusseren auf, erläutert das PSI in einer Mitteilung. Das Gefälle dient dazu, bestimmte Stoffe ins Innere der Zelle leiten zu können. Zum Aufbau des Gefälles transportieren Natriumpumpen Natrium aus der Zelle heraus.

Forscher des PSI haben entschlüsselt, wie die lichtbetriebene Natriumpumpe aus der Familie der sogenannte Rhodopsine von im Meer vorkommenden Bakterien Krokinobacter eikastus funktioniert. Sie haben dazu das als serielle Femtosekunden-Kristallografie bezeichnete Verfahren genutzt, bei dem die Probe im Femtosekundenbereich zeitversetzt von einem Laser- und dann von einem Röntgenstrahl getroffen wird. „Eine zeitliche Auflösung im Femtosekundenbereich erzielen wir am PSI nur mithilfe des SwissFEL“, wird PSI-Forscher Christopher Milne in der Mitteilung zitiert. „Eine der Herausforderungen dabei ist, die Kristalle so in die Versuchsapparatur zu injizieren, dass sie punktgenau mit den Pulsen des Lasers und des Röntgenstrahls zusammentreffen.“

Die Erforschung der Vorgänge in der Natriumpumpe des Bakteriums können zur Verbesserung von Experimenten in der Optogenetik dienen, erläutert PSI-Doktorand Petr Skopintsev in der Mitteilung. „Beispielsweise lassen sich damit Varianten des bakteriellen Rhodopsins identifizieren, die effektiver arbeiten als die Form, die man üblicherweise in Krokinobacter findet.“ Zudem hoffen die Forscher, die Ionenpumpen so manipulieren zu können, dass sie auch andere Ionen als Natrium transportieren können. hs

Mehr zu Life Sciences

Aktuelles im Firmenwiki