Stress verhindert Genaustausch zwischen Bakterien

9. Juni 2009, 13:33
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Forscher untersuchten Typ IV Sekretionssysteme bestimmter Keime und hoffen auf neue Möglichkeiten gegen bakterielle Infektionen

Wien/Graz - Bakterien verfügen über die Fähigkeit genetisches Material mit Artgenossen auszutauschen; was die Einzeller bei dieser Fertigkeit allerdings gar nicht brauchen können ist Stress. Bereits der Vorgang selbst stellt eine Belastung dar, ungünstige Umweltbedingungen bringt die Ausbildung der für den Gentransfern nötigen Systeme gänzlich zum erliegen. Zu diesen Ergebnissen kommt eine Studie des Instituts für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz. Die Arbeiten wurden vom Wissenschaftsfonds FWF gefördert.

Die Wissenschafter um Günther Koraimann nahmen Bakterien unter die Lupe, welche sogenannte Typ IV Sekretionssysteme ausbilden können. "Dabei handelt es sich um Proteinmaschinen, die bei guten Bedingungen aufgebaut werden", erklärte Koraimann. Über die Typ IV Sekretionssysteme können die Bakterien etwa Makromoleküle und Teile der Erbsubstanz austauschen.

Genaustausch für Resistenzen

So können ganze Gene den Besitzer wechseln und damit beispielsweise die Fähigkeit zur Resistenz gegen ein bestimmtes Antibiotikum in einer Bakterienpopulation verbreiten. Im Fachjargon spricht man dabei von horizontalem Gentransfer. Im Gegensatz dazu können bei höheren Organismen Gene nur an die Nachkommen weitergegeben werden - genannt vertikaler Gentransfer.

Die Mikroorganismen nutzen ihre Sekretionssysteme auch, um etwa Proteine oder DNA in fremde Zellen einzuschleusen. So können pathogene - krank machende - Bakterien ihre Umgebung im Wirt beeinflussen und sich gleichsam den Lebensraum angenehmer machen. Etwa der Magengeschwüre verursachende Helicobacter pylori praktiziert solche Manipulationen.

Bakterien-"Sex" macht Stress

Da beim horizontalen Gentransfer Erbmaterial ausgetauscht wird, vergleichen Wissenschafter den Vorgang auch mit dem Sex von höheren Organismen. Bei der Untersuchung der Grazer Wissenschafter zeigte sich, dass die Ausbildung der Typ IV Systeme gleich mehrere Stressfaktoren aktiviert. Das hat einerseits eine schützende Wirkung auf die Zellen und reduziert über eine negative Rückkoppelung in der Folge die Bildung weiterer Typ IV Sekretionssysteme.

Ist ein Bakterium zu viel Stress ausgesetzt, im Experiment war es ein Hitzeschock, so fällt ein Austausch von Erbsubstanz über die Typ IV Sekretionssysteme aus. Durch die Ergebnisse der Experimente hoffen die Grazer Forscher auf neue Möglichkeiten gegen bakteriellen Infektionen einerseits und die Verhinderung der Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen unter den Bakterien andererseits. (APA/red)

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+ G.Koraimann - Research, Universität Graz

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