Noch eine Skizze fürs Buch. Der niederländische Verhaltensforscher Nikolaas Tinbergen (1907-1988) vertrat den Standpunkt, eine biologische Erklärung müsse vier Fragen beantworten, um vollständig zu sein:
Das Darmepithel, der Schleim mit seinen antibakteriellen Substanzen und die darmnahen Lymphozyten sollen unser Gewebe nicht nur vor Pathogenen (oben rechts) schützen, sondern auch vor Angehörigen der normalen Darmflora, die aus dem Darmlumen (links) ausgebüxt sind und im Gewebe Unheil anrichten (Mitte). Solche Symbionten werden aus dem Verkehr gezogen, ohne einen Großalarm auszulösen: Entzündungshemmende Zytokine und regulatorische T-Zellen (Tregs) begrenzen den Schaden, den eine Entzündung stets für den eigenen Organismus mit sich bringt. Gefährliche Keime lösen dagegen eine Entzündungsreaktion aus, die bei extrazellulären Pathogenen Th2- und Th17-dominiert und bei intrazellulären Pathogenen Th1-dominiert ist. Weiterlesen
Gestern war kein so produktiver Tag, was das Autoimmunbuch angeht. Abends sind dann doch noch zwei Skizzen fürs Einführungskapitel entstanden.
Nicht genug damit, dass unser Immunsystem ein furchtbar kompliziertes Netzwerk ist – die Wechselwirkungen enden auch nicht an unserer Haut. Vielmehr gehören wir Ökosystemen an, in denen zum Beispiel auch Krankheitserreger untereinander in Wechselwirkung treten. So kann es sein, dass ein Wurm, der sich in uns eingenistet hat, seinerseits von Parasiten befallen ist, in denen sich Bakterien tummeln, in denen Viren leben. Und sie alle haben im Lauf der Evolution Mechanismen hervorgebracht, um einerseits ihre Plagegeister unter Kontrolle zu halten und andererseits die Schutzmaßnahmen ihrer Wirte abzumildern:
Auch auf einer Hierarchiestufe dieser Babuschka-Netzwerke herrscht keineswegs Eintracht. Erreger unterschiedlicher Art (oder auch derselben Art, aber aus unterschiedlichen Stämmen oder in verschiedenen Entwicklungsstadien) machen sich beim Kampf um Ressourcen, also zum Beispiel um Lebensraum auf unserer Haut oder in unserem Verdauungstrakt, gegenseitig Konkurrenz:
Wie wir noch sehen werden, paktieren einige Erreger sogar mit dem Feind (in Gestalt unseres Immunsystems), um lästige Neuankömmlinge auszuschalten, die sich auch noch einen Claim abstecken wollen. Wenn wir im Zuge verbesserter Hygienemaßnahmen, Wurmkuren usw. diese vermeintlichen Gegner ausschalten, die tatsächlich im Lauf der Evolution zu Verbündeten geworden sind, kann unser Immunsystem aus dem Lot geraten und körpereigenes Gewebe angreifen.
Im Leben ist nichts zu fürchten,
alles ist zu verstehen.
Marie Curie (1867–1934) zugeschrieben
Nichts in der Biologie hat einen Sinn außer im Lichte der Evolution … Ohne dieses Licht wird sie zu einem Haufen unzusammen- hängender Fakten, die zum Teil interessant oder merkwürdig sein mögen, aber kein sinnvolles Gesamtbild ergeben.Theodosius Dobzhansky (1900–1975)
Sinn und Anfang der Liste: s. Teil 1.
Atsushi Muroi et al.: The composite effect of transgenic plant volatiles for acquired immunity to herbivory caused by inter-plant communications. PLoS ONE 6/10, 2011, doi: 10.1371/journal.pone.0024594
Limabohne, Mais, transgene Pflanzen, Tabak, Spinnmilben, Raubmilben, Larven, parasitische Wespen, Herbivoren, direkte Abwehr, indirekte Abwehr, Priming, 3er-Kette (Pflanze1 -> Pflanze 2 -> Pflanze 3), Dikotyledonen, Monokotyledonen.
Marcel Dicke, Ian Baldwin: The evolutionary context for herbivore-induced plant volatiles: beyond the ‚cry for help‘. Trends in Plant Science 15/3, 2010, 167-175, doi: 10.1016/j.tplants.2009.12.002
Herbivoren, herbivore-induced plant volatiles = HIPVs, Terpenoide, Fettsäurederivate, Phenylpropanoide, Benzenoide, Raubinsekten, parasitische Nematoden, insektenfressende Vögel, Nachbarpflanzen, Lichtintensität, Düngung, Feuchtigkeit, Raupen, Blattläuse, Käfer, Falter, green leaf volatiles = GLV, Speichel, MAPKs, Salicylsäure-induzierte Proteinkinase = SIPK, wundinduzierte Proteinkinase = WIPK, Transkriptionsfaktoren, WRKY, Phytohormone, natürliche Auslese.
Martin Heil, Richard Karban: Explaining evolution of plant communication by airborne signals. Trends in Ecology & Evolution 25/3, 2010, 137–144, doi: 10.1016/j.tree.2009.09.010
„Talking trees“,VOCs; vier mögliche Funktionen: direkte Abwehr, innerpflanzliche Signale, synergistische Interaktion mit anderen Abwehrmaßnahmen, Warnung von Verwandten; Kommunikation vs. „Belauschen“; Pathogene, Herbivoren, Nachbarpflanzen, Gefäße, sRNAs, Silencing, Verhinderung von Selbstinduktion/runaway processes, Signale, Herbivoren, systemische erworbene Abwehr = SAR, Tabak, Tomaten, Beifuß, Keimungshemmung, Parasiten, Sender, Empfänger, Zweige, Verzweigung, Blätter, Limabohne, Raupen, Kin selection, tritrophische Interaktionen, kleiner Wirkungsradius.
P. Saraí Girón-Calva et al.: Volatile dose and exposure time impact perception in neighboring plants. J Chem Ecol 38, 226-228, 2012, doi: 10.1007/s10886-012-0072-3
Limabohnen, Nonanal, Methylsalicylat (MeSA), Pathogen, Pseudomonas syringae, Konzentrationen, VOC, Expositionsdauer, Akkumulation im Empfänger, Distanz, Ozon, rascher Abbau, direkte antimikrobielle Effekte und/oder gesteigerte Signalwahrnehmung und -weiterleitung, Bakterien, Bacillus cereus, Listaria monocytogenes, Pilz, Colletotrichum lindemuthianum, Birke, Salicylsäure. Nonanal bewirkte bereits nach 6 h eine Resistenz; nach 24 h kaum ein Unterschied. MeSA wirkte nach 6 h umso stärker, je höher die Konzentration; nach 24 h bei allen drei Konzentrationen gleich stark -> Akkumulation.
Sinn und Anfang der Liste: s. Teil 1.
Andrew P. Hayward, S. P. Dinesh-Kumar: What can plant autophagy do for an innate immune response? Annual Review of Phytopathology 49, 2011, 557-576, doi: 10.1146/annurev-phyto-072910-095333
[nur Abstract gelesen] Autophagie, programmierter Zelltod, PCD, Immunabwehr der Säugetiere.
J.-L. Cacas: Devil inside: does plant programmed cell death involve the endomembrane system? Plant, Cell & Environment 33, 2010, 1453-1574, doi: 10.1111/j.1365-3040.2010.02117.x
[nur Abstract gelesen] endoplasmatisches Reticulum, Golgi-Apparat, Vakuole, programmierter Zelltod, Endomembransystem.
Kirsten Bomblies: What Can Plant Autophagy Do for an Innate Immune Response? Annual Review of Phytopathology 49, 2009, 557-576, doi: 10.1146/annurev-phyto-072910-095333
[nur Abstract gelesen] Hybridnekrose, Inkompatibilität, Autoimmunität, programmierter Zelltod, Abwehr, Artbildung, Evolution. Weiterlesen
Sinn und Anfang der Liste: s. Teil 1.
Kirsten Bomblies et al.: Autoimmune Response as a Mechanism for a Dobzhansky-Muller-Type Incompatibility Syndrome in Plants. PLoS Biology 5/9, 2007, 1962-1972. doi: 10.1371/journal.pbio.0050236
Nekrose, Hybridnekrose, inner- und zwischenartliche Pflanzenhybriden, Arabidopsis thaliana, Ähnlichkeit mit Autoimmunerkrankungen bei Tieren/Menschen, NB-LRR, Selektionsdruck, Evolution, Epistasis, Heterostasis, Hybridsterilität, Hybridlethalität, Dobzhansky-Muller-Modell, genetische Inkompatibilität, Wirts-Pathogen-Konflikt, oxidativer Stress, Loci: QTM, DM1, DM2, Polymorphismus, permissive Temperatur, Zwergwuchs, Blattanomalien, Läsionen, hypersensitive Reaktion, HR, Oomyzet, Hyaloperonospora parasitica, Autonekrose, Wächterhypothese, ausgleichende Selektion, Wettrüsten.
Kristoffer Palma et al.: Autoimmunity in Arabidopsis acd11 Is Mediated by Epigenetic Regulation of an Immune Receptor. PLoS Pathogens 6/19, 2010, doi: 10.1371/journal.ppat.1001137 Weiterlesen
Sinn und Anfang der Liste: s. Teil 1.
Robert Fluhr: Sentinels of Disease. Plant Resistance Genes. Plant Physiology 127, 2001, 1367-1374.
[Achtung, ziemlich alt!] Angeborene Immunabwehr, Mustererkennungsgene, erworbene Immunabwehr, Wächter, Resistenz, R-Gene, LRR, CC, TIR, NBD, CARD, Evolution, Amonisäureaustausch, positiove Selektion, Ka/Ks, Tiere, konservierte Sequenzen, N-Gen, gemeinsamer einzelliger Urahn, Prokaryoten, Metazoen, Gymnospermen, Angiospermen, Genkonversion, Clustering, Selektionsdruck, Getreide.
Glen L. Wheeler et al.: Genome Analysis of the Unicellular Green Alga Chlamydomonas reinhardtii Indicates an Ancient Evolutionary Origin for Key Pattern Recognition and Cell-Signaling Protein Families. Genetics 179/1, 2008, 193-197, doi: 10.1534/genetics.107.085936
Evolution, Signale, Adhäsion, Mehrzelligkeit, Metazoen, Algen, SRCR, CTLD, Volvox, angeborenes Immunsystem der Tiere, Opisthokonta (Tiere und Pilze), Choanoflagellaten, Chlorophyten, Landpflanzen, gemeinsamer Vorfahr, PAMPs, Chemotaxis, Chemorezeption, Einzeller, Parasiten, Viren, tyrosinkinasen, TKs, Arabidopsis, Reis, Tyrosinphosphoryliserung, Proteintyrosinphosphatase, PTPs. Weiterlesen
Sinn und Anfang der Liste: s. Teil 1.
Saskia A. Hogenhout et al.: Emerging Concepts in Effector Biology of Plant-Associated Organsims. MPMI 22/2, 2009, 115–122, doi: 10.1094/MPMI-22-2-0115
Definitionen und Konzepte; molekulare Mimikry, insbesondere Hormon-Mimikry: Jasmonin/Isoleucin vs. Coronatin, AtPub14 vs. AvrptoB; Effektoren = „Parasitengene, die sich im Wirtskörper und -verhalten phänotypisch niederschlagen“ (Dawkins); gramnegative Bakterien: TTSS = T3SS = Typ-III-Sekretionssystem; Resistenz, R-Gene, R-Proteine; Avirulenz als älteres konzept i.Vgl. zu Effektoren; extended phenotype, PAMPs, Toxine, Abbauenzyme; Biotrophe; Haustorien; Effektoren im Apoplast; ein Effektor – viele Ziele im Wirt; Hemmung der Abwehr über drei Zielprozesse: Protein-Turnover, RNA-Homöostase, Phosphorylierung; Oomyceten; Effektoren können nicht nur das Immunsystem hemmen, sondern auch Pflanzenverhalten und -entwicklung beeinflussen; Pseudomonas syringae, Xanthomonas citri, Gibberella fujikuroi, Cladosporium fulvum: Öffnung der Stomata, Hypertrophie, Nekrose, Geschwulste, übermäßiges „Schießen“; Agrobacterium; Weiterlesen
Statt selbst viel zu schreiben, verweise und verlinke ich einfach auf einige Meldungen, die mir in letzter Zeit in den Newslettern des Biologenverbandes aufgefallen sind:
Erster Nachweis für Viren in der Erdgeschichte: Paget-Krankheit bei Dinosaurier entdeckt
Die Frage, wie alt Viren sind, wird im Autoimmunbuch angeschnitten werden: Eine lange Koevolution zwischen Viren und unseren Vorfahren, bei der endogenisierte Viren Funktionen im Immunsystem übernommen haben, setzt ja voraus, dass es Viren schon sehr lange gibt.
Programmierter Zelltod bei Morbus Crohn
Ein Forschungsteam um Claudia Günther und Christoph Becker (Uniklinik Erlangen) veröffentlichte am 15. September 2011 in Nature einen Artikel, dem zufolge das Fehlen des Enzyms Caspase-8 bei Patienten mit CED zu einem übermäßigen „Selbstmord“ (Apoptose) von Panethzellen im Darm und damit zu einer größeren Durchlässigkeit des Darmepithels für Bakterien führt. Weiterlesen