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BIOLOGIE Flotter Faden

aus DER SPIEGEL 12/2001

Bakterien bewegen sich äußerst rasant oder wild taumelnd durch den Mikrokosmos. Wie diese Antriebsweisen auf molekularer Ebene funktionieren, gehörte allerdings bislang zu ihren größten Geheimnissen. Bei der Salmonelle haben japanische Wissenschaftler nun ein wenig Licht in die Art der bakteriellen Motorisierung gebracht. Die winzigen Geißeln der Mikrobe bestehen jeweils aus einem Bündel langer, dünner Fäden, deren molekulare Struktur einem spiralartig zusammengerollten Blatt Papier ähnelt. In der Zellmembran befindet sich der Motor, der die Geißel wie einen Propeller mehrere hundert Mal in der Sekunde rotieren lässt.

Keiichi Namba von der Matsushita Electric Industrial Company konnte mit Röntgenstrahlen erstmals die genaue Proteinstruktur der Geißelfäden sichtbar machen. Dabei entdeckte er den molekularen Schalter, mit dessen Hilfe die Salmonelle blitzschnell die Drehrichtung des Propellers zu ändern vermag: Nur eine geringfügige Veränderung im Molekülaufbau einer Geißel lässt sie nicht entgegen, sondern im Uhrzeigersinn rotieren. Die Salmonelle schwimmt dann nicht mehr stur geradeaus, sondern vollzieht abrupt eine Taumelbewegung. Auf großes Interesse stößt die Enträtselung des Bakterien-Motors bei Nanotechnologen, die solche molekularen Antriebe am liebsten nachbauen würden. Der Anschauungsunterricht von den Bakterien könnte ihnen helfen, Maschinen auf atomare Größenordnung zusammenschrumpfen zu lassen. In diesem Miniaturformat wird ihr Einsatz etwa im menschlichen Körper möglich.

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