Gen-Austausch Bakterien und Spinnen sind Giftbrüder

Eine südamerikanische Spinne produziert das gleiche, sehr ungewöhnliche Gift wie bestimmte Bodenbakterien. Wissenschaftler können sich das erstaunliche Phänomen nur mit einen Gen-Austausch erklären.


Der Biss von Spinnen der Gattung Loxosceles, die hauptsächlich in Südamerika leben, kann für einen Menschen sehr unangenehm werden: Die Tiere pumpen bei einem Biss ihr Gift in die Haut, das unter anderem die Isolationsschicht um die Nervenzellen herum zerstört. Als Folge davon können sich so genannte Nekrosen bilden, bei denen ganze Hautbereiche absterben. Dieses Gift, das ein Enzym namens Sphingomyelinase D enthält, ist in der Tierwelt einzigartig.

Loxosceles-Spinne: Gentausch mit Mikroben?
Lewis & Clark College

Loxosceles-Spinne: Gentausch mit Mikroben?

Doch genau dasselbe Toxin wird auch von von Bodenmikroben der Gattung Corynebacteria produziert, wie zwei amerikanische Forscher jetzt herausgefunden haben.

Matthew Cordes von der University of Arizona und Greta Binford vom Lewis and Clark College in Portland hatten die dreidimensionale Struktur des Schlüsselenzyms untersucht. Die Eiweißstoffe beider Gifte haben die Form einer kleinen Tonne mit einer Art Stopfen am Ende - ein absolut ungewöhnliches Merkmal, so die Forscher. Die Gene, die die Informationen für diese Enzyme enthalten, besitzen außerdem eine gewisse Ähnlichkeit mit einer großen Genfamilie, die im Tierreich und auch bei Bakterien relativ häufig vorkommt.

Höchstwahrscheinlich hat sich demnach irgendwann eines dieser verbreiteten Gene so verändert, dass der Bauplan für das giftige Enzym entstand, berichten Cordes und Binford in der Fachzeitschrift "Bioinformatics" (Bd. 22, S. 264). Ob das im Erbgut der Spinnen oder in dem der Bakterien passierte, können sie bislang nicht sagen.

Die Forscher sind sich jedoch sicher, dass das veränderte Gen beim Kontakt zwischen Mikrobe und Spinne von dem einen auf den anderen Organismus übergegangen ist und seitdem in beiden von Generation zu Generation weitervererbt wird.

Die Entdeckung ist nicht nur für Evolutionsbiologen interessant, sondern auch für Tierärzte und Landwirte, schreiben die Wissenschaftler: Corynebakterien können nämlich bei Nutztieren verschiedene Krankheiten auslösen. Wenn der Giftstoff tatsächlich gleich wirkt, könnten die Wirkstoffe, die gegen die Spinnenbisse eingesetzt werden, auch den Tieren helfen, so die Forscher.

hda/ddp



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