Der Beutelwolf-Blog

28.10.2025, Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin
Zellbiologie der Malaria- und Toxoplasmose-Parasiten: Forschende aus Hamburg und München bündeln ihre Expertise
Wissenschaftler:innen von Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM) und Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) haben herausgefunden, wie Malaria- und Toxoplasmose-Erreger ihre Zellstrukturen und Transportsysteme aufbauen und organisieren, um zu überleben. Ihre Entdeckungen könnten den Weg für neue Behandlungsmethoden gegen diese weltweit bedeutenden Infektionserkrankungen ebnen. Die Forschungsergebnisse erschienen kürzlich in den Fachzeitschriften Journal of Cell Biology und PLOS Biology.
Am BNITM hat sich das Team um Dr. Tobias Spielmann, Leiter der Arbeitsgruppe Malaria-Zellbiologie, zusammen mit der Forschungsgruppe Integrative Parasitologie um Dr. Richárd Bártfai von der Radboud-Universität Nijmegen die Eiweißkomplexe AP-1, AP-3 und AP-4 (Adapterproteine) angeschaut. Sie haben herausgefunden, dass AP-1, AP-3 und AP-4 eine entscheidende Rolle beim Überleben des Malaria-Parasiten spielen. Wie Proteine im Malaria-Parasiten verteilt werden, war bisher wenig verstanden. Die Forschenden konnten nun zeigen: Die Adapter sorgen dafür, dass Proteine in der Zelle an den richtigen Ort gelangen. Beim Malaria-Erreger ist dieser Transportprozess besonders wichtig, da er sowohl für das Eindringen in Wirtszellen als auch für das Wachstum im Inneren der Zellen benötigt wird.
Wie Parasiten uralte Zellmechanismen neu nutzen
Bemerkenswerterweise ähnelt der Aufbau dieser Transportmechanismen in Malaria-Parasiten denen anderer Lebewesen, obwohl sich die Organismen im Laufe der Evolution stark voneinander entfernt haben. Gleichzeitig weist das System auch ungewöhnliche Besonderheiten auf, die bisher unbekannt waren. „Mithilfe modernster Bildgebungs- und Proteinanalysen haben wir festgestellt, dass diese Adaptersysteme ähnlich wie Logistikzentren funktionieren und unerwartet viele Gemeinsamkeiten mit ähnlichen Prozessen in menschlichen Zellen aufweisen“, so Spielmann.
Prof. Markus Meißner, Leiter des Lehrstuhls für Experimentelle Parasitologie an der LMU, und sein Team identifizierten einen neuen Transportweg im Parasiten Toxoplasma gondii. Sie untersuchten ein bisher kaum verstandenes Parasiten-Gen. Es kodiert das Eiweiß Tepsin, das eng mit dem Adapterprotein AP-4 zusammenarbeitet und dafür sorgt, dass kleine Bläschen, sogenannte Vesikel, innerhalb des Parasiten an ihren Bestimmungsort gelangen. Interessant ist, dass dabei auch das Strukturprotein Clathrin eine Rolle spielt. Bei Tieren funktioniert dieser Mechanismus anders: Dort arbeitet der Adapterkomplex AP-4 ohne Clathrin. Pflanzen hingegen nutzen Clathrin aktiv, um Vesikel zu bilden. Genau diesen Mechanismus verwendet auch Toxoplasma gondii. Wie die Studie aus dem Spielmann-Labor zeigt, findet sich dieser Mechanismus auch im Malaria-Parasiten. Diese Entdeckung zeigt, dass Toxoplasma gondii und Malaria-Parasiten im Laufe der Evolution ein hochspezialisiertes, aber dennoch konserviertes Transportsystem entwickelt haben: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass diese Parasiten einen sehr alten Transportmechanismus beibehalten haben, der an ihre einzigartige Biologie angepasst ist“, erklärt Meißner.
Darüber hinaus entdeckte die Gruppe um Dr. Simon Gras an der LMU München, dass Toxoplasma während seines Wachstums und seiner Teilung ständig Teile seiner Außenmembran recycelt. „Wir waren erstaunt, wie dynamisch dieser Prozess ist“, sagt Gras. „Es ist ein brillantes Beispiel dafür, wie die Evolution alte zelluläre Tricks wiederverwendet, um neue Herausforderungen zu lösen.“
Neue Therapien denken
Die Ergebnisse der Forschungsgruppen aus Hamburg und München eröffnen neue Perspektiven auf die grundlegende Zellbiologie der sogenannten apicomplexen Parasiten, zu denen die Malaria- und Toxoplasmose-Parasiten gehören. Die Arbeiten heben sowohl gemeinsame als auch einzigartige biologische Merkmale verschiedener Arten hervor und könnten langfristig dazu beitragen, neue Angriffspunkte für Therapien gegen Malaria und Toxoplasmose zu finden.
Zwei Krankheiten mit weltweiter Bedeutung
Malaria und Toxoplasmose zählen zu den weltweit bedeutendsten Infektionskrankheiten. Zwar gibt es Medikamente gegen Malaria und Toxoplasmose, doch sie wirken nicht in allen Krankheitsstadien, können Nebenwirkungen haben und verlieren teils durch Resistenzen an Wirksamkeit. Neue Wirkstoffe werden benötigt, um die Erreger dauerhaft und gezielt bekämpfen zu können. Ein besseres Verständnis der zellbiologischen Prozesse ist entscheidend, um neue Ansatzpunkte für Therapien und Impfstoffe zu entwickeln.
Malaria und Toxoplasmose werden durch apicomplexe Parasiten verursacht. Dies sind einzellige Erreger, die sich nur innerhalb von Wirtszellen vermehren können. Malaria entsteht, wenn Parasiten der Gattung Plasmodium durch den Stich infizierter Anopheles-Mücken in den menschlichen Blutkreislauf gelangen. Sie lösen hohes Fieber, Schüttelfrost und bei schweren Verläufen lebensbedrohliche Organschäden aus. Jährlich erkranken laut WHO über 240 Millionen Menschen an Malaria. Mehr als 600.000 sterben an den Folgen, vor allem Kinder in Afrika südlich der Sahara. Toxoplasmose, ausgelöst durch den Parasiten Toxoplasma gondii, betrifft weltweit rund ein Drittel der Bevölkerung. Die Infektion verläuft meist unbemerkt, kann aber bei Schwangeren und immungeschwächten Personen schwere Komplikationen verursachen.
Originalpublikation:
Cubillán-Marín J et al., Vesicle adapters in malaria parasites show conservation and flexibility of protein sorting machinery, Journal of Cell Biology 2025, doi: 10.1083/jcb.202504062
Grech J et al., Tepsin and AP4 mediate transport from the trans-Golgi to the plant-like vacuole in toxoplasma, Journal of Cell Biology 2025, doi: 10.1083/jcb.202312109
Von Knoerzer-Suckow J et al., Plasma membrane recycling drives reservoir formation during Toxoplasma gondii intracellular replication, PLOS Biology 2025, doi: 10.1371/journal.pbio.3003415 Weiterlesen →

20.10.2025, Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart
Auf den Spuren des ältesten Säugetiervorfahren weltweit
Paläontologen entdecken auf Mallorca erstmals fossile Fußabdrücke eines säbelzahnartigen Raubtiers.
Ein multidisziplinäres Forscherteam, darunter Dr. Eudald Mujal vom Naturkundemuseum Stuttgart, hat auf Mallorca einzigartige fossile Fußabdrücke eines Gorgonopsiers entdeckt. Diese Gruppe von säbelzahntragenden Raubtieren zählt zu den frühen Therapsiden, die Vorfahren der heutigen Säugetiere. Die Spuren stammen von einem Lebewesen, das vor etwa 280 bis 270 Millionen Jahren auf der heutigen Baleareninsel lebte. Erst im Jahr 2024 konnten die Wissenschaftler anhand von Skelettfunden auf Mallorca erstmals ein Exemplar des bisher ältesten Gorgonopsiers der Welt beschreiben. Die nun nahe der Knochenfundstelle entdeckten Fußabdrücke sind für die Forschenden besonders bedeutsam, da sie neue Einblicke in die Fortbewegungsweise der Tiere ermöglichen. Der Gang ähnelt eher dem von Säugetieren als dem von Reptilien. Die neuen Fossilienfunde sind entscheidend für das Verständnis der globalen Ausbreitung der Vorfahren der Säugetiere. Sie dokumentieren einen wichtigen Evolutionsschritt in der Entwicklung der Fortbewegung, der maßgeblich zu ihrem Erfolg beitrug.
Die Studie wurde von Forschern des Staatlichen Museums für Naturkunde Stuttgart, des Museu Balear de Ciències Naturals, des Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont sowie des Museu de la Conca Dellà durchgeführt und in der Fachzeitschrift Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology veröffentlicht.
Einzigartige Fossilien aus dem Perm auf Mallorca
In den vergangenen Jahren wurden auf Mallorca außergewöhnliche Fossilien gefunden, darunter der 2023 beschriebene Tramuntanasaurus, eine bisher unbekannte Reptilienart, ebenso wie das Teilskelett des Gorgonopsiers. Fossile Fußabdrücke, sogenannte Ichniten, liefern wertvolle Informationen zur Bewegungsweise und zum Verhalten ausgestorbener Tiere.
Ein Glücksfall für die Forschung
Die fossilen Fußspuren aus Mallorca haben eine besondere Form und Anordnung, die bisher bei Fossilienfährten unbekannt war. Die Analyse der Fußabdruckform und ihrer relativen Position innerhalb der Fährten führte zur Spur des Gorgonopsiers, der diese Fußabdrücke hinterlassen hatte. „Fußabdrücke und Knochen in denselben Gesteinseinheiten zu finden, ist in den Fossilienfunden äußerst selten, und sie miteinander in Verbindung bringen zu können, ist noch ungewöhnlicher und für uns ein Glücksfall“, sagt Eudald Mujal, Hauptautor der Studie und Paläontologe am Naturkundemuseum Stuttgart. Die Spuren des Gorgonopsiers zeigen, dass das Tier deutlich größere Füße als Hände hatte, mit robusten Zehen, die in großen Krallen endeten. Außerdem deuten sie darauf hin, dass das Tier mit senkrecht oder aufrecht stehenden Beinen lief, die fast unter dem Körper positioniert waren, und sehr lange Schritte machte – ein außergewöhnliches Merkmal bei so alten Fußabdrücken.
Ein wichtiger Meilenstein der Evolution
Die entdeckten Fossilien aus dem Perm von Mallorca liefern wichtige Erkenntnisse über die Fortbewegungsweise der Säugetiervorfahren. Der Übergang von einem Körperbau mit ausgestreckten zu einem mit aufrechten, vertikalen Beinen stellt eine grundlegende Innovation dar, die mit dem evolutionären Erfolg mehrerer Wirbeltiergruppen wie Therapsiden und Dinosauriern verbunden ist. Diese anatomische Veränderung ermöglichte den Tieren eine effizientere Fortbewegung, verbesserte die Mobilität und erlaubte die Erschließung verschiedener Lebensräume.
Die Gorgonopsier: Top-Räuber aus dem Perm
Die Gorgonopsier waren Warmblüter, ähnlich den heutigen Säugetieren, legten jedoch im Gegensatz zu diesen Eier. Als Fleischfresser waren sie die ersten Tiere, die Säbelzähne entwickelten. Ihr Aussehen ähnelte dem eines Hundes, jedoch ohne Ohren und Fell, und sie zählten häufig zu den Spitzenräubern ihres Ökosystems. „Die neuen fossilen Funde aus Mallorca sind von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der globalen Ausbreitung dieser Säugetiervorfahren während des Perms. Sie spiegeln einen wesentlichen Moment in der Evolution der Fortbewegung wider, der maßgeblich zu ihrem Erfolg beitrug“, so Mujal.
Originalpublikation:
Rafel Matamales-Andreu, Eudald Mujal, Àngel Galobart, Josep Fortuny. (2025). Track-trackmaker correlation of co-occurring gorgonopsian bones and footprints from the early–middle Permian of equatorial Pangaea. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 677: 113174
https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113174 Weiterlesen →