Warum Blau trotz Rot? — Gute Frage!

14. Februar 2024 von Laborjournal

Oft heißt es in der Wissenschaft: Wichtiger als Antworten zu finden ist es, die richtigen Fragen zu stellen. Bleiben wir kurz dabei – und fragen unsererseits: Wodurch zeichnen sich „richtige Fragen“ aus? Wohl dadurch, dass sie den Weg zu klaren Experimenten ermöglichen, deren Resultate zu wichtigen neuen Erkenntnissen führen.

Und damit wären wir bei einem Knackpunkt der ganzen Sache angekommen. Denn ob eine Frage „richtig“ in dem Sinne war, dass sie tatsächlich zu „wichtigen“ Erkenntnissen führte, entpuppt sich oft erst lange nachdem man sie ursprünglich gestellt hatte. Woraus zwangsläufig folgt: Wenn man im Voraus beurteilen will, ob eine Frage zu wichtigen Erkenntnissen führen werde, kann man ganz schön daneben liegen.

Nehmen wir als Beispiel eine frisch veröffentlichte Studie zur Blaufärbung von Heidelbeeren (Sci. Adv., doi.org/mf5t). Die Autoren um Rox Middelton von der Universität Bristol formulieren gleich zu Beginn der Einleitung ihres Artikels die entscheidende Frage:

Heidelbeeren sind sichtbar blau – die Pigmente, die sie enthalten, sind es jedoch nicht. So zeigen neuere Arbeiten auch deutlich, dass die Farbvariationen von Heidelbeeren tatsächlich nicht in erster Linie von deren Pigmentierung abhängen. Die Anthocyane, die diese Früchte in hohen Konzentrationen enthalten, haben im Allgemeinen dunkelrote Streuprofile. Wie kommen dann Früchte wie Heidelbeeren und Schlehen zu ihrer blauen Farbe?

Warum kann einem die Heidelbeere blau aus den Büschen entgegenleuchten, wenn sie doch nur dunkelrote Anthocyane als Farbstoffe enthält? Eine Frage, die eigentlich schon sehr lange formuliert sein dürfte – schließlich ist der aus den blauen Beeren gewonnene Heidelbeersaft tatsächlich dunkelrot (siehe Bild oben). Doch offenbar war es für die Wissenschaft bislang nicht wirklich eine richtige Frage – also eher keine, die den Gewinn neuer und vielleicht sogar wichtiger Erkenntnisse versprach.

Entweder Rox Middelton et al. sahen dies nun anders, oder sie gingen sie einfach trotzdem mal an. Middelton dazu in einer PressemitteilungDiesen Beitrag weiterlesen »

Urin ist gelb, aber warum?

10. Januar 2024 von Laborjournal

Es ist bemerkenswert, dass ein alltägliches biologisches Phänomen derart lange unerklärt blieb.

So bringt es Brantley Hall vom Department of Cell Biology and Molecular Genetics der University of Maryland auf den Punkt. Tatsächlich war bis jetzt nicht wirklich bekannt, was unseren Urin gelb macht. Hall et al. haben die alte Frage nun gelöst – und, wie das bei der Auflösung eines langwierigen Rätsel meist der Fall ist, an prominenter Stelle veröffentlicht: Nature Microbiology 9, 173-84.

Klar, was unserem Urin die gelbe Farbe gibt – das weiß man bereits seit über hundert Jahren: Urobilin heißt der Farbstoff, und der entsteht seinerseits aus dem orangefarbenen Bilirubin.

Etwas weiter ausgeholt: Beim Abbau des Häms roter Blutkör­perchen entsteht unter anderem konjugiertes Bilirubin. Dieses wird in den Darm überführt, der es zum Teil ausscheidet. Einen anderen Teil dekonjugieren Beta-Glucuro­ni­da­sen zu freiem Bilirubin, welches daraufhin ins Serum des Darm-Leber-Kreislaufs rückresorbiert wird. Zugleich können Darmbakterien das Bilirubin weiter zum farblosen Urobilinogen reduzieren, das unmittelbar weiter zum gelben Urobilin oxidiert wird. Dieses kann in der Folge deutlich bequemer über den Urin aus dem Serum entsorgt werden und erleichtert somit das Auswaschen des gesamten anfallenden Bilirubins.

Die große Unbekannte in dem ganzen Abbau-Spiel war bis heute jedoch das Enzym, das Bilirubin zum instabilen Zwischenprodukt Urobilinogen reduziert. Dass es Bilirubin-Reduktase heißen würde, war schon lange klar, doch nun haben Hall et al. es endlich auch molekular aufgespürt: Mit ausgiebigem Metagenom-Screening unserer Darmbakterien identifizierten sie es vor allem in Vertretern des Stammes Firmicutes, oder neuerdings Bacillota. Womit zugleich auch klar wurde, warum sowohl eine geschädigte wie auch die noch nicht voll ausgebildete Darmflora von Säuglingen zu Fällen von Gelbsucht führen können: Das abgebaute Bilirubin kann im Leber-Darm-Kreislauf nicht ausreichend reduziert werden, und der entstehende Überschuss wird in Haut und Augäpfeln eingelagert.

Ein Zusammenhang, der es umso verwunderlicher macht, dass dieser Mechanismus erst jetzt entschlüsselt wurde. Zumal die Metagenomik schon eine ganze Weile gut und mächtig funktioniert. Und zumal die prominente Veröffentlichung ja quasi im Voraus garantiert war.

Ralf Neumann

(Zeichnung: Randomtoons)