Mini-Antrieb

Forscher entdecken Bakterien-Kupplung

Was haben Bakterien und Autos gemeinsam? Beide haben offenbar eine Kupplung. Diese Entdeckung machten US-Wissenschaftler - aus Zufall. Die Erkenntnisse könnten dabei helfen, Waffen im Kampf gegen bakterielle Krankheitserreger zu entwickeln.

Washington - Bakterien können ihren Fortbewegungsapparat an- und abkuppeln - wie ein Auto. Eine Eiweißverbindung an der Schnittstelle bestimmt, ob der Motor innerhalb der Zelle mit der korkenzieherähnlichen Antriebswelle verbunden ist oder nicht. Das haben amerikanische Wissenschaftler bei der Untersuchung der sogenannten Geißeln herausgefunden - einem Komplex aus vielen Proteinen, der Bakterien als vollständige Antriebseinheit dient. Ihre Ergebnisse stellen die Wissenschaftler um Daniel Kearns von der Universität von Indiana in Bloomington im Fachmagazin "Science" vor (Bd. 320, S. 1636).

Magenbakterium Helicobacter pylori: Antriebsgeißel kann ein- und entkuppelt werden

DPA/ Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie

Magenbakterium Helicobacter pylori: Antriebsgeißel kann ein- und entkuppelt werden

Die Entdeckung sei ein Zufall gewesen, berichtet Daniel Kearns, der Leiter der Studie. Eigentlich wollten die Forscher herausfinden, warum sich Bakterien, die einsam umherwandern, plötzlich zusammenfinden und eine Struktur bilden, die als Biofilm bezeichnet wird. Diese Biofilme sind Anhäufungen von Bakterien, die sich gemeinsam mit einer schützenden Zuckerschicht umgeben. Sie spielen häufig eine Schlüsselrolle bei hartnäckigen Infektionen. Die Stabilität des Biofilms kann durch hyperaktive Bakterien gefährdet werden, deren Geißeln sich stetig weiterbewegen.

Als die Wissenschaftler also die Gene untersuchten, die bei der Biofilmsynthese nötig sind, fanden sie heraus, dass ein Gen namens EpsE auch die Bewegungsfähigkeit unterdrückte. Um das genau zu untersuchen, ließen sie - versinnbildlicht gesprochen - den Schwanz mit dem Hund wedeln: Sie befestigten das Ende der Geißel an einer Glasscheibe und beobachteten, ob sich die Zellen bei Anwesenheit beziehungsweise bei Abwesenheit verschiedener Proteine bewegten.

Wenn das EpsE-kodierende Gen in den Bakterien ausgeschaltet war, bewegten sich die Zellen einmal in fünf Sekunden. War das EpsE-Gen jedoch eingeschaltet, hörte die aktive Bewegung auf, und die Zellen konnten sich nur noch passiv weiterdrehen. Dieses Protein sei also für die An- oder Abkupplung der Antriebswelle vom Motor verantwortlich, schließen die Forscher.

Die Erkenntnisse könnten einmal bei der Entwicklung neuer Medikamente helfen, die die Stabilität von Biofilmen direkt beeinflussen - etwa indem sie das EpsE-Gen auf Dauerbetrieb stellen, so dass die Bakterien sich ständig bewegen und so keine festen Biofilme mehr bilden können. Die Ergebnisse geben zudem Nanotechnologen wichtige Anhaltspunkte, wie sich winzige Maschinen steuern lassen.

lub/ddp

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