• Springe zu Management
  • Springe zu Hauptmenü
  • Springe zu Seiteninhalt
Adlershof Logo
  • WISTA
  • WISTA.Plan
  • WISTA.Service
WISTA direkt
Suche
  • de
  • en
  • Adlershof Logo
  • Firmen / Fakten
    • Firmen­suche / Institute
    • Wissen­schafts­stadt in Zahlen
    • Anfahrt / Karten
      • Bus / Bahn
      • Autoanfahrt
      • Fahrrad
      • Orientie­rungs­pläne
      • Virtueller Rundgang Adlershof
  • Aktuelles
    • Übersicht
    • News
      • Social Media Stream
      • Ausgezeichnet
    • Termine / Veranstaltungen
      • Science Slam
      • Dissertationspreis Adlershof
      • Lange Nacht der Wissenschaften
      • Jugend forscht
      • Diversity Conference
    • Adlershof Journal
    • Top-Themen
      • Adlershof Mission "Grand Challenges"
      • Circular Economy
      • Klimaschutz
      • Digitale Infra­struktur / 5G-Campus­netz
      • Innovations­korridor Berlin-Lausitz
      • Ausbildung / Nachwuchsförderung / MINT
      • Frauen und Mädchen in der Wissenschaft
    • Fotos / Flyer / Downloads
      • Zeitschriften­archiv
    • Podcasts
    • WISTA-Redaktion
  • Wirtschaft / Wissenschaft
    • Übersicht
    • Technologie­felder
      • Photonik / Optik
      • Biotech­no­logie / Umwelt
      • Mikro­systeme / Mate­rialien
      • IT / Medien
      • Erneuer­bare Ener­gien / Photo­voltaik
      • Analytic City
    • Außeruni­versitäre Forschung
    • Univer­sitäten / Hochschulen
      • Humboldt-Universität zu Berlin
      • Services für Studierende
    • Ausbildung / Nachwuchsförderung / MINT
      • Jugend forscht
    • Gründen
      • Adlershofer Gründungs­zentrum IGZ
      • Gründungs­werkstatt Adlershof
    • Netzwerke / Management
      • Forum Adlershof e.V.
      • Campus Club Adlershof
      • Fachkräftenetzwerk Adlershof
      • WISTA Academy
      • Gesundheitsnetzwerk Adlershof
  • Film / TV
    • Film und Fernsehen
    • Firmen
    • News / Termine
    • Locations
    • Kostümverleih
    • DDR-Filmarchiv
    • Tickets
  • Immobilien
    • Übersicht
    • Immobilien mieten
      • Büroräume / Labore / Flächen
    • Grundstücke
      • Grundstücke / Gewerbe­immo­bilien
    • ST3AM Arbeitswelten / Coworking
    • Wohnprojekte
    • Bauprojekte
      • Bauvorhaben
      • Architektur
      • Webcam
  • Service
    • Übersicht
    • Gastronomie / Sport / Kultur / Einkaufen
    • Kleinan­zei­gen / Jobs
    • Gesundheit / Soziales
      • Gesundheits­netzwerk Adlershof
    • WISTA-Gründungs- und Business Services
    • Eventservice / Touren / Hotels
    • Facility Management
    • Downloads
    • Online Redaktionssystem WISTA direkt
  • Kiez
    • Übersicht
    • Geschichte
      • Der Technologiepark seit 1991
    • Landschaftspark
    • Kultur
    • Technologiepark
    • Digitale Spaziergänge
  • WISTA
  • WISTA.Plan
  • WISTA.Service
WISTA direkt

Meldungen

  • Übersicht
  • News
  • Termine / Veranstaltungen
  • Adlershof Journal
  • Top-Themen
  • Fotos / Flyer / Downloads
  • Podcasts
  • WISTA-Redaktion
  • Adlershof
  • Aktuelles
  • Meldungen
18. April 2018

Bakterien mit innerem Kompass an BESSY untersucht

Erkenntnisse können bei Entwicklung von biomedizinischen Anwendungen helfen

Nanoteilchen, Bild:10.1039/C7NR08493E
Die magnetischen Nanoteilchen bilden im Innern der Zelle eine Kette, zeigt die Elektronen­kryo­tomographie. Bild:10.1039/C7NR08493E

Bakterien sind ungeheuer vielfältig, nicht nur von Gestalt, sondern auch in ihren Eigenschaften. Magnetotaktische Bakterien können mit Hilfe von magnetischen Nanopartikeln das Erdmagnetfeld „spüren“.  Nun hat eine Kooperation aus spanischen Teams und einer Gruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin den inneren Kompass in Magnetospirillum gryphiswaldense an der Synchrotronquelle BESSY II untersucht. Die Ergebnisse können für die Entwicklung von biomedizinischen Anwendungen wie Nanorobotern und Nanosensoren nützlich sein.

Magnetotaktische Bakterien kommen in Gewässern und marinen Sedimenten vor. Magnetospirillum gryphiswaldense gehört zu den Spezies, die sich besonders einfach im Labor zu züchten lassen, und zwar wahlweise mit oder ohne magnetische Nanopartikel im Inneren der Zelle.  „Diese Mikroorganismen sind ideale Testobjekte, um zu verstehen, wie ihr innerer Kompass sich bildet”, erklärt Lourdes Marcano, Doktorandin an der Universidad del Pais Vasco in Leioa, Spanien.

Kette aus Nanoteilchen

Magnetospirillum-Zellen enthalten eine Anzahl von winzigen Magnetit-Teilchen (Fe3O4) mit Durchmessern um die 45 Nanometer. Diese Nanoteilchen, auch Magnetosome genannt, ordnen sich in der Regel zu einer Kette im Innern des Bakteriums an. Diese Kette aus Magnetosomen wirkt als Kompassnadel und richtet sich nach einem äußeren Magnetfeld aus. Dadurch wird auch das Bakterium entlang des Erdmagnetfelds ausgerichtet. „Diese Bakterien existieren mit Vorliebe zwischen sauerstoffreichen und sauerstoffarmen Schichten”, sagt Marcano. „Ihr innerer Kompass könnte ihnen helfen, die optimalen Lebensbedingungen zu finden.”

Die spanischen Kooperationspartner untersuchten zunächst die Form der Magnetosomen und ihre Anordnung im Innern der Zelle mit unterschiedlichen Methoden, darunter auch der Elektronenkryotomographie.

Einzelne magnetische Ketten an BESSY II untersucht

An BESSY II untersuchten sie gemeinsam mit dem HZB-Team um Dr. Sergio Valencia isolierte Ketten aus Magnetosomen. Insbesondere wollten sie ermitteln, wie sich die Kette zum magnetischen Feld ausrichtet, das die magnetischen Nanopartikel selbst erzeugen. „Normalerweise benötigt man hunderte von Proben mit unterschiedlich orientierten Magnetosomen-Ketten, um die magnetischen Eigenschaften dieser Bakterien zu charakterisieren“, sagt HZB-Physiker Dr. Sergio Valencia. „Aber an BESSY II können wir mit Hilfe von Photoelektronen-Emissionsmikroskopie (PEEM) und weiteren Methoden die magnetischen Eigenschaften von einzelnen Ketten präzise vermessen.“ Dies eröffnet die Möglichkeit, die Ergebnisse mit theoretischen Vorhersagen zu vergleichen.

Spiralige Form der Ketten

Tatsächlich zeigten die Experimente etwas Überraschendes: Anders als bisher vermutet ist das Magnetfeld der Magnetosomen nicht parallel zur Kette ausgerichtet, sondern leicht schräg dazu. Die theoretische Modellierung der spanischen Partner deutet darauf hin, dass dieser Neigungswinkel dazu führt, dass die Magnetosomenkette eine spiralige Form hat.

Von der Natur lernen

Es sei sehr wichtig, die Mechanismen zu verstehen, die die Form der Kette beeinflussen, betonen die Wissenschaftler. Solche bewährten Erfindungen der Natur könnten als Vorbild und Inspiration dienen. So ließen sich möglicherweise ähnliche Mechanismen für biomedizinische Anwendungen nutzen – zum Beispiel zur Steuerung von Nanorobotern.

 

Publikation in Nanoscale (2018):“Configuration of the magnetosome chain: a natural magnetic nanoarchitecture”; I. Orue, L. Marcano, P. Bender, A. Garcıa-Prieto, S. Valencia, M.A. Mawass, D. Gil-Carton, D. Alba Venero, D. Honecker, A. Garcıa-Arribas, L. Fernandez Barquın, A. Muela, M.L. Fdez-Gubieda. DOI: 10.1039/C7NR08493E

 

Mehr Informationen:

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie

Dr. Sergio Valencia Molina
Abteilung Materialien für grüne Spintronik
Tel. (030) 8062-15619
E-Mail: sergio.valencia(at)helmholtz-berlin.de

Pressestelle:
Dr. Antonia Rötger
Tel. (030) 8062-43733
E-Mail: antonia.roetger(at)helmholtz-berlin.de

www.helmholtz-berlin.de

Außeruniversitäre Forschung Mikrosysteme / Materialien

Meldungen dazu

Spintexturen auf Proben aus ferromagnetischem Material auf supraleitender YBCO-Insel © HZB

Ein neuer Weg zu wirbelnden Spin-Texturen bei Raumtemperatur

HZB-Team hat an BESSY II eine neue, einfache Methode untersucht, mit der sich stabile radiale magnetische Wirbel in magnetischen Dünnschichten erzeugen lassen

Verknüpfte Einrichtungen

  • Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Elektronenspeicherring BESSY II
  • LinkedInmitteilen0
  • Facebookteilen0
  • WhatsAppteilen0
  • E-Mail

Die Entwicklung des Wissenschafts- und Technologieparks Berlin Adlershof wurde und wird co-finanziert durch die Europäische Union mit EFRE-Mitteln; insbesondere Infrastrukturmaßnahmen wie der Bau von Technologiezentren. EFRE-Mittel werden auch für internationale Projekte verwendet.

  • © WISTA Management GmbH
  • Impressum
  • Datenschutz
  • Social-Media-Übersicht
  • FAQ
  • Kontakt
  • Presse
  • Newsletter
  • RSS
  • Werbung
  • International
Mitglied bei:
Zukunftsort Adlershof Logo