Auch Bakterien erkunden ihre Umwelt

Dienstag, 27. März 2007

Neuherberg – Mechanismen, mit denen Bakterien ihre Umwelt erkunden und miteinander kommunizieren, haben Wissenschaftler des GSF – Forschungszentrums für Umwelt und Gesundheit beschrieben. Sie publizierten die Ergebnisse ihrer Forschungen in der Zeitschrift Reviews Microbiology (2007; 5: 230-239).

Bakterien können ihre Nachbarn über Signalstoffe informieren, ob es sich lohnt, bestimmte Gene an- oder abzuschalten. Diese Kommunikation zwischen Bakterienzellen ist für das Überleben vieler Arten wesentlich. Aber was genau erfahren Bakterien durch die Signalstoffe?

Bisher gab es dazu zwei einander widersprechende Theorien: Entweder wird die Freisetzung von Signalstoffen als kooperative Strategie verstanden, mit der Bakterien die Zelldichte im Umfeld bestimmen (Quorum Sensing) oder als nichtkooperative Strategie, bei der mithilfe des Signalstoffs lediglich festgestellt wird, wie groß der die Zelle umgebende Raum ist (Diffusion Sensing). Nach den Ergebnissen der GSF-Arbeitsgruppe sind beide Ansätze nur theoretische Extreme einer Gesamtstrategie, mit der Bakterien feststellen, ob sich in ihrer Umweltsituation der Energieaufwand lohnt, Stoffe wie Antibiotika oder Exoenzyme zu produzieren.

„Diese Gesamtstrategie, das so genannte Efficiency Sensing, führt die bisherigen Theorien zusammen und lässt erstmals verstehen, wie und zu welchem Zweck bakterielle Kommunikation funktioniert“, sagte Burkhard Hense vom GSF-Institut für Biomathematik und Biometrie, der die verschiedenen Strategien mithilfe mathematischer Modelle analysierte. Danach nehmen die Mikroben immer eine Mischung aus Zelldichte, Zellverteilung und Diffusionslimitierung durch räumliche Bedingungen wahr. Hense zufolge stellen Manipulationen des bakteriellen Signalsystems einen viel versprechenden Ansatz dar, Pathogene zu bekämpfen. © hil/aerzteblatt.de