Auch das Immunsystem von Bakterien kann verrückt spielen

30. Jänner 2016, 09:00
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Enzyme der Einzeller erkennen und zerstören fremde DNA, können aber auch überreagieren

Klosterneuburg/Wien – Bakterien werden häufig von Viren befallen und haben dagegen eine Art Immunabwehr entwickelt, die fremdes Erbgut (DNA) erkennt und zerschreddert. Diese kann aber auch überreagieren und greift dann die eigene DNA an, fanden österreichische Forscher mit Kollegen heraus. Ein effizienteres System ist dafür anfälliger als ein zahmeres, berichten sie im Fachjournal "Current Biology".

Als Einzeller haben Bakterien natürlich keine direkte Entsprechung unseres Immunsystems, aber doch einen Mechanismus, der diese Funktion erfüllt. Ihr "Immunsystem" besteht aus Enzymen (Restriktions-Endonukleasen), die fremde DNA an bestimmten Abschnitten (bei kurzen spezifischen Sequenzen) spaltet, sobald sie in die Zelle eingedrungen ist. Damit das eigene Erbgut nicht angegriffen wird, kennzeichnen es andere Enzyme, indem sie Markierungen (Methylgruppen) daran anbringen.

Die Untersuchung

Die Forscher um Calin Guet vom Institute of Science and Technology (IST) Austria haben nun bei Escherichia coli-Bakterien untersucht, ob zwei solcher Systeme auch Fehler machen und die eigene DNA attackieren können. Das eine namens EcoRI schützt die Mikroben sehr effektiv vor Bakteriophagen, während das andere, RcoRV genannt, sie weniger gut abwehrt.

Sie konnten nachweisen, dass EcoRI tatsächlich Schäden am eigenen Erbgut verursacht. Unter normalen Umständen wird dann eine "SOS-Antwort" ausgelöst, und der Defekt von Reparaturenzymen wieder beseitigt. Bei Ressourcenmangel funktioniert dies aber nicht einwandfrei, berichten die Forscher.

Das zahmere EcoRV-System war hingegen für Fehler immun, es griff die eigene DNA nie an, und deswegen war auch kein Noteinsatz der Erbgut-Mechaniker zu beobachten. Die Wahrscheinlichkeit für Autoimmunität liegt bei effizienter arbeitenden Systemen also viel höher, so die Wissenschafter. "Es wirkt fast so, als wären diese manchmal zu übereifrig in ihrem Bestreben, die Zelle vor Eindringlingen zu bewahren", meinen sie. (APA, red, 30. 1. 2016)

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