Der globale Erfolg eines rosaroten Bakteriums

22. Juli 2012, 17:35
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Roseo-Bakterien nutzen "mobile Container genetischer Informationen" zum Austausch wichtiger Stoffwechselfunktionen

Braunschweig - Bakterien der Gattung Roseobacter sind in den Ozeanen dieser Erde von den Tropen bis zur Antarktis weit verbreitet. In küstennahen Gewässern machen sie Studien zufolge bis zu einem Viertel der gesamten Bakterienpopulation aus und spielen daher eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf. Spezielle Photosynthese-Pigmente verleihen ihnen ihre rosarote Färbung - doch das ist bei weitem nicht ihre einzige interessante Eigenschaft.

Auf der Suche nach den Gründen, warum diese Bakterien so erfolgreich sind, fanden Forscher der Leibniz-Instituts DSMZ ("Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen") heraus, dass Roseobacter-Bakterien durch Plasmide wichtige genetische Eigenschaften - wie die Fähigkeit zur Photosynthese - untereinander austauschen können. Diese Art eines sogar über die Artgrenze hinausgehenden horizontalen Gentransfers könnte es den Bakterien ermöglichen, neue ökologische Nischen schnell und effektiv zu erobern. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden in der Zeitschrift "Environmental Microbiology" veröffentlicht und sind bereits online verfügbar.

Nachbarschaftshilfe unter Bakterien

"Plasmide sind meist ringförmige DNA-Moleküle mit einer Größe bis zu einer Million Basenpaaren, die sich unabhängig vom Bakterienchromosom vervielfältigen. Natürliche Plasmide werden für so nützliche Eigenschaften wie die Stickstofffixierung genutzt. Sie sind aber auch für die Entstehung multiresistenter Krankenhauskeime verantwortlich", erklärt der Genetiker und Evolutionsbiologe Jörn Petersen.

"Lange Zeit ging man davon aus, dass sich alle wichtigen genetischen Informationen im Bakterium auf dem Chromosom befinden", so Petersen weiter. Für Vertreter der Roseobacter-Gruppe konnte Team-Kollegin Silke Pradella diese These allerdings widerlegen. Sie wies nach, dass die zentralen Gene für die Photosynthese bei Roseobacter litoralis und Sulfitobacter guttiformis auf Plasmiden liegen. Mit den jüngsten Arbeiten konnte die Arbeitsgruppe sogar zeigen, dass das komplette Photosynthese-Gencluster mit mehr als 40 Genen vom Chromosom auf ein Plasmid übertragen wurde.

Die Forscher vermuten, dass die Bakterien Plasmide als "mobile Container genetischer Informationen" nutzen, um bei Bedarf wichtige Stoffwechselfunktionen schnell untereinander auszutauschen. Petersen: "Den Zugang zum gemeinschaftlichen Genpool kann man als eine Art Nachbarschaftshilfe unter diesen marinen Bakterien verstehen." (red, derStandard.at, 22. 7. 2012)

  • Vertreter der Gattung Roseobacter, Dinoroseobacter shibae DSM 16493, im Erlenmeyer-Kolben. Natürlicherweise leben die Roseo-Bakterien frei im 
Wasser, in Sedimenten und als Symbiose-Partner von Algen.
    foto: leibniz-institut dsmz

    Vertreter der Gattung Roseobacter, Dinoroseobacter shibae DSM 16493, im Erlenmeyer-Kolben. Natürlicherweise leben die Roseo-Bakterien frei im Wasser, in Sedimenten und als Symbiose-Partner von Algen.

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